(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール本体と、前記ロール本体を支持するための軸部と、を備え、前記ロール本体のロール軸方向として第１の方向と、前記第１の方向と反対の第２の方向と、を有する圧延ロールであって、
媒体が流れる媒体流路が形成されており、
前記媒体流路は、前記ロール本体の外周面の近傍で前記媒体を前記第１の方向に流す複数の第１流路部と、前記ロール本体の外周面の近傍で前記媒体を前記第２の方向に流す複数の第２流路部と、を含み、
前記複数の第１流路部と前記複数の第２流路部は、前記ロール本体の周方向で略交互に配置されており、
前記複数の第１流路部と前記複数の第２流路部は、前記ロール本体の周方向で１本ずつ交互に配置されており、
前記媒体流路は、前記媒体が、前記複数の第１流路部と前記複数の第２流路部をこの順に流れるように、前記複数の第１流路部と前記複数の第２流路部を接続する接続流路部を更に含み、
前記接続流路部は、前記複数の第１流路部を通過した前記媒体を合流させる媒体合流部と、前記媒体合流部を通過した前記媒体を前記複数の第２流路部へと分岐させる媒体分岐部と、を有する、
圧延ロール。
【請求項２】
請求項１に記載の圧延ロールであって、
前記接続流路部は、前記媒体合流部と前記媒体分岐部の間に介在し、前記軸部内に配置された軸部流路部を更に有する、
圧延ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延ロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、特許文献１は、周方向表面の近傍内部に複数の媒体流路が形成された圧延ロールを開示している。この圧延ロールでは、軸方向の両端面に断熱材を設けることで、ロール内部における軸方向の温度分布を均一にしており、もって、所謂サーマルクラウンの発生量を低減できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８８５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば二次電池の電池電極の分野においては、電池電極の膜厚保証が高いレベルで要求されている。しかしながら、現実には、電池電極の圧延ロール間ギャップが、圧延ロール自体の温度変化によって変動してしまっていた。
【０００５】
このような電池電極の膜厚保証には、一般に、圧延ロールの軸方向における温度分布の均一化が効果的であるとされている。そして、上記特許文献１の圧延ロールには、圧延ロールの軸方向における温度分布の均一化に関して改善の余地が残されていた。
【０００６】
本願発明の目的は、圧延ロールのロール軸方向における温度分布を均一化させる優れた技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の第１の観点によれば、ロール本体と、前記ロール本体を支持するための軸部と、を備え、前記ロール本体のロール軸方向として第１の方向と、前記第１の方向と反対の第２の方向と、を有する圧延ロールであって、媒体が流れる媒体流路が形成されており、前記媒体流路は、前記ロール本体の外周面の近傍で前記媒体を前記第１の方向に流す第１流路部と、前記ロール本体の外周面の近傍で前記媒体を前記第２の方向に流す第２流路部と、を含み、前記第１流路部と前記第２流路部は、前記ロール本体の周方向で隣り合っている、圧延ロールが提供される。以上の構成によれば、前記ロール本体の外周面のロール軸方向における温度分布を効果的に均一化させることができる。
好ましくは、前記媒体流路は、前記媒体が、前記第１流路部と前記第２流路部をこの順に流れるように、前記第１流路部と前記第２流路部とを接続する接続流路部を更に含む。以上の構成によれば、前記媒体流路の簡素化に寄与する。
本願発明の第２の観点によれば、ロール本体と、前記ロール本体を支持するための軸部と、を備え、前記ロール本体のロール軸方向として第１の方向と、前記第１の方向と反対の第２の方向と、を有する圧延ロールであって、媒体が流れる媒体流路が形成されており、前記媒体流路は、前記ロール本体の外周面の近傍で前記媒体を前記第１の方向に流す複数の第１流路部と、前記ロール本体の外周面の近傍で前記媒体を前記第２の方向に流す複数の第２流路部と、を含み、前記複数の第１流路部と前記複数の第２流路部は、前記ロール本体の周方向で略交互に配置されている、圧延ロールが提供される。以上の構成によれば、前記ロール本体の外周面のロール軸方向における温度分布を効果的に均一化させることができる。
好ましくは、前記複数の第１流路部と前記複数の第２流路部は、前記ロール本体の周方向で１本ずつ交互に配置されている。以上の構成によれば、前記ロール本体の外周面のロール軸方向における温度分布を一層効果的に均一化させることができる。
好ましくは、前記媒体流路は、前記媒体が、前記複数の第１流路部と前記複数の第２流路部をこの順に流れるように、前記複数の第１流路部と前記複数の第２流路部を接続する接続流路部を更に含む。以上の構成によれば、前記媒体流路の簡素化に寄与する。
好ましくは、前記接続流路部は、前記複数の第１流路部を通過した前記媒体を合流させる媒体合流部と、前記合流部を通過した前記媒体を前記複数の第２流路部へと分岐させる媒体分岐部と、を有する。以上の構成によれば、前記媒体の、前記複数の第２流路部へ流入する際の温度が均一化される。
好ましくは、前記接続流路部は、前記媒体合流部と前記媒体分岐部の間に介在し、前記軸部内に配置された軸部流路部を更に有する。以上の構成によれば、前記軸部流路部内を流れる前記媒体は、前記軸部との間で熱交換を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明によれば、前記ロール本体の外周面のロール軸方向における温度分布を均一化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、圧延ロールの断面斜視図である。
【図２】図２は、圧延ロール内に形成された冷媒流路をイメージした図である。
【図３】図３は、圧延ロールのロータリージョイント側の部分拡大図である。
【図４】図４は、図３の部分拡大図である。
【図５】図５は、圧延ロールのロータリージョイント側と反対側の部分拡大図である。
【図６】図６は、図５の部分拡大図である。
【図７】図７は、圧延ロール内に形成された冷媒流路の展開イメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１〜７を参照しつつ、本実施形態の圧延ロール１を説明する。本実施形態において、圧延ロール１は、二次電池の電池電極を圧延形成するための圧延機に組み込まれて使用される。圧延機は、対向配置される少なくとも一対の圧延ロール１を備えて構成されている。
【００１１】
図１に示すように、圧延ロール１は、ロール本体２と、ジョイント側軸部３（軸部）と、反ジョイント側軸部４（軸部）と、を有して構成されている。
【００１２】
ロール本体２は、例えば二次電池の電池電極を圧延形成するに際し、電池電極に対して接触する外周面としてのロール面５を有している。
【００１３】
ジョイント側軸部３と反ジョイント側軸部４は、ロール本体２を支持するための軸部である。ジョイント側軸部３は、ロータリージョイントと締結される側の軸部である。反ジョイント側軸部４は、ジョイント側軸部３とロール本体２を挟んで反対側の軸部である。ジョイント側軸部３と反ジョイント側軸部４にはボールベアリングが嵌められ、ロール本体２は、ジョイント側軸部３及び反ジョイント側軸部４とボールベアリングを介して圧延機に支持されることになる。
【００１４】
ここで、図１に示すように、第１方向A（第１の方向）と第２方向B（第２の方向）を定義する。第１方向Aは、ロール本体２のロール軸方向であって、ジョイント側軸部３から反ジョイント側軸部４を見る方向である。第２方向Bは、ロール本体２のロール軸方向であって、第１方向Aと反対の方向である。圧延ロール１は、第１方向Aと第２方向Bを有している。
【００１５】
図１示すように、圧延ロール１には、ステンレス等の金属軸材６内に耐熱性樹脂等によって構成された第１インサート７及び第２インサート８を組み込むことで、冷媒（媒体）として例えば空気や水、油が流れる複雑な冷媒流路９（媒体流路）が形成されている。そして、所定温度に冷却された冷媒が冷媒流路９に供給されると、冷媒は圧延ロール１を冷却しながら冷媒流路９内を流れ、やがて冷媒流路９から排出される。
【００１６】
（冷媒流路９）
図２に示すように、冷媒流路９は、複数の上流側冷却流路部１０（第１流路部）と、複数の下流側冷却流路部１１（第２流路部）と、冷媒給排流路部１２（媒体給排流路部）と、接続流路部１３と、を有している。
【００１７】
複数の上流側冷却流路部１０は、ロール本体２のロール面５の近傍で冷媒を第１方向Aに流す流路部である。本実施形態において上流側冷却流路部１０は、８本配置されている。複数の下流側冷却流路部１１は、ロール本体２のロール面５の近傍で冷媒を第２方向Bに流す流路部である。本実施形態において下流側冷却流路部１１も、８本配置されている。そして、複数の上流側冷却流路部１０と複数の下流側冷却流路部１１は、ロール本体２の周方向において、１本ずつ交互に等間隔に配置されている。
【００１８】
図３に示すように、冷媒給排流路部１２は、ロータリージョイントから供給された冷媒を複数の上流側冷却流路部１０へ供給すると共に、複数の下流側冷却流路部１１から排出された冷媒をロータリージョイントへ排出する流路部である。冷媒給排流路部１２は、冷媒供給口１４と、上流側軸部冷却流路部１５と、第１分岐流路部１６と、第１合流流路部１７と、下流側軸部冷却流路部１８と、冷媒排出口１９と、によって構成されている。
【００１９】
冷媒供給口１４は、ジョイント側軸部３のロータリージョイント側の端部に配置されている。冷媒供給口１４は、ロータリージョイントの冷媒供給口に接続される。
【００２０】
上流側軸部冷却流路部１５は、冷媒供給口１４に接続して形成されている。上流側軸部冷却流路部１５は、ジョイント側軸部３内でジグザグな経路を有している。
【００２１】
図３及び図４に示すように、第１分岐流路部１６は、環状流路部２０と複数の分岐枝流路部２１とによって構成されている。環状流路部２０は、ロール本体２のロール軸を中心とした環状の流路部であって、上流側軸部冷却流路部１５に接続して形成されている。複数の分岐枝流路部２１は、環状流路部２０に接続しつつ、ロール本体２の径方向に沿って放射状に延びて形成されている。複数の分岐枝流路部２１は、複数の上流側冷却流路部１０に夫々接続している。
【００２２】
第１合流流路部１７は、環状流路部２２と複数の合流枝流路部２３とによって構成されている。環状流路部２２は、ロール本体２のロール軸を中心とした環状の流路部である。複数の合流枝流路部２３は、環状流路部２２に接続しつつ、ロール本体２の径方向に沿って放射状に延びて形成されている。複数の環状流路部２２は、複数の下流側冷却流路部１１に夫々接続している。
【００２３】
下流側軸部冷却流路部１８は、環状流路部２２に接続して形成されている。下流側軸部冷却流路部１８は、ジョイント側軸部３内でジグザグな経路を有している。
【００２４】
冷媒排出口１９は、下流側軸部冷却流路部１８に接続して形成されており、ジョイント側軸部３のロータリージョイント側の端部に配置されている。冷媒排出口１９は、ロータリージョイントの冷媒排出口に接続されている。
【００２５】
図５に示すように、接続流路部１３は、冷媒が、複数の上流側冷却流路部１０と複数の下流側冷却流路部１１をこの順に流れるように、複数の上流側冷却流路部１０と複数の下流側冷却流路部１１を接続する流路部である。接続流路部１３は、第２合流流路部２５（媒体合流部）と、軸部冷却流路部２６（軸部流路部）と、第２分岐流路部２７（媒体分岐部）と、によって構成されている。
【００２６】
第２合流流路部２５は、複数の上流側冷却流路部１０を通過した冷媒を合流させる流路部である。第２合流流路部２５は、複数の合流枝流路部３０と、環状流路部３１と、によって構成されている。環状流路部３１は、ロール本体２のロール軸を中心とした環状の流路部である。複数の合流枝流路部３０は、環状流路部３１に接続しつつ、ロール本体２の径方向に沿って放射状に延びて形成されている。複数の環状流路部３１は、複数の上流側冷却流路部１０に夫々接続している。
【００２７】
軸部冷却流路部２６は、第２合流流路部２５と軸部冷却流路部２６の間に介在し、反ジョイント側軸部４内に配置された流路部である。軸部冷却流路部２６は、反ジョイント側軸部４内でジグザグの経路を有している。
【００２８】
第２分岐流路部２７は、第２合流流路部２５を通過した冷媒を複数の下流側冷却流路部１１へと分岐させる流路部である。第２分岐流路部２７は、環状流路部３３と、複数の分岐枝流路部３４と、によって構成されている。環状流路部３３は、ロール本体２のロール軸を中心とした環状の流路部である。複数の分岐枝流路部３４は、環状流路部３３に接続しつつ、ロール本体２の径方向に沿って放射状に延びて形成されている。複数の分岐枝流路部３４は、複数の下流側冷却流路部１１に夫々接続している。
【００２９】
以上に説明した冷媒流路９を図７に展開させて示した。図７において、「L」は冷媒が低温であることを意味している。同様に、「M」は冷媒が低温より高い中温であることを意味している。同様に、「H」は冷媒が中温より高い高温であることを意味している。
【００３０】
図７において、冷媒供給口１４に供給された冷媒は、上流側軸部冷却流路部１５を通過する際に、ジョイント側軸部３を冷却する。上流側軸部冷却流路部１５を通過した冷媒は、環状流路部２０と複数の分岐枝流路部２１を介して、複数の上流側冷却流路部１０に供給される。冷媒は、上流側冷却流路部１０を通過する際に、ロール本体２を冷却する。このとき、冷媒は受熱し、「L」から「M」へと昇温する。複数の上流側冷却流路部１０を通過した冷媒は、複数の合流枝流路部３０と環状流路部３１によって合流し、軸部冷却流路部２６に供給される。冷媒は、軸部冷却流路部２６を通過する際に、反ジョイント側軸部４を冷却する。このとき、冷媒は若干受熱する。軸部冷却流路部２６を通過した冷媒は、環状流路部３３と複数の分岐枝流路部３４によって分岐させられ、複数の下流側冷却流路部１１に供給される。冷媒は、下流側冷却流路部１１を通過する際に、ロール本体２を冷却する。このとき、冷媒は受熱し、「M」から「H」へと昇温する。複数の下流側冷却流路部１１を通過した冷媒は、複数の合流枝流路部２３と環状流路部２２によって合流し、下流側軸部冷却流路部１８に供給される。冷媒は、下流側軸部冷却流路部１８を通過する際に、ジョイント側軸部３を冷却する。このとき、冷媒は、若干受熱する。そして、高温となった冷媒は、冷媒排出口１９からロータリージョイントへと排出される。
【００３１】
特筆すべきは、図７に示すように、ロール本体２のロータリージョイント側では低温の冷媒と高温の冷媒が流れ、ロール本体２のロータリージョイント側と反対側では中温の冷媒が流れることになる。低温の冷媒と高温の冷媒がロール本体２のロール面５において隣り合わせになっているので、結果として、あたかもロール本体２のロータリージョイント側でも中温の冷媒が流れるような冷却プロファイルが実現され、もって、ロール本体２のロール軸方向における温度分布が効果的に均一化されることになる。
【００３２】
以上に本願発明の第１実施形態を説明したが、上記第１実施形態の特長は以下の通りである。
【００３３】
即ち、圧延ロール１は、ロール本体２と、ロール本体２を支持するためのジョイント側軸部３（軸部）及び反ジョイント側軸部４（軸部）と、を備える。圧延ロール１は、ロール本体２のロール軸方向として第１方向A（第１の方向）と、第１方向Aと反対の第２方向B（第２の方向）と、を有する。圧延ロール１には、冷媒（媒体）が流れる冷媒流路９（媒体流路）が形成されている。冷媒流路９は、ロール本体２のロール面５の近傍で冷媒を第１方向Aに流す複数の上流側冷却流路部１０（第１流路部）と、ロール本体２のロール面５の近傍で冷媒を第２方向Bに流す複数の下流側冷却流路部１１（第２流路部）と、を含む。複数の上流側冷却流路部１０と複数の下流側冷却流路部１１は、ロール本体２の周方向で略交互に配置されている。以上の構成によれば、ロール本体２のロール面５のロール軸方向における温度分布を効果的に均一化させることができる。
【００３４】
上記実施形態では、媒体として冷媒を採用し、圧延ロール１を冷却することとしたが、これに代えて、媒体を熱媒として、圧延ロール１を加熱するようにしても、ロール軸方向における温度分布の均一化という同様の技術的意義が発揮される。
【００３５】
また、複数の上流側冷却流路部１０と複数の下流側冷却流路部１１は、ロール本体２の周方向で１本ずつ交互に配置されている。以上の構成によれば、ロール本体２のロール面５のロール軸方向における温度分布を一層効果的に均一化させることができる。
【００３６】
また、冷媒流路９は、少なくとも１本の上流側冷却流路部１０と、少なくとも１本の下流側冷却流路部１１と、を有し、その上流側冷却流路部１０とその下流側冷却流路部１１とが隣り合わせになっている構成も考えられる。この場合でも、ロール本体２のロール面５のロール軸方向における温度分布を効果的に均一化させることができる。
【００３７】
上記実施形態では、複数の上流側冷却流路部１０と複数の下流側冷却流路部１１を、ロール本体２の周方向で１本ずつ交互に配置することとしたが、これに代えて、２本ずつ交互に配置してもよいし、３本ずつ交互に配置してもよい。また、２本の上流側冷却流路部１０と、１本の下流側冷却流路部１１と、を交互に配置するような変則的なレイアウトも採用することができる。
【００３８】
また、冷媒流路９は、冷媒が、複数の上流側冷却流路部１０と複数の下流側冷却流路部１１をこの順に流れるように、複数の上流側冷却流路部１０と複数の下流側冷却流路部１１を接続する接続流路部１３を更に含む。以上の構成によれば、冷媒流路９の簡素化に寄与する。つまり、冷媒流路９は、少なくとも１つの冷媒供給口１４と１つの冷媒排出口１９さえあれば成立することになる。
【００３９】
また、接続流路部１３は、複数の上流側冷却流路部１０を通過した冷媒を合流させる第２合流流路部２５（媒体合流部）と、第２合流流路部２５を通過した冷媒を複数の下流側冷却流路部１１へと分岐させる第２分岐流路部２７（媒体分岐部）と、を有する。以上の構成によれば、冷媒の、複数の下流側冷却流路部１１へ流入する際の温度が均一化される。
【００４０】
また、接続流路部１３は、第２合流流路部２５と第２分岐流路部２７の間に介在し、反ジョイント側軸部４内に配置された軸部冷却流路部２６（軸部流路部）を更に有する。以上の構成によれば、軸部冷却流路部２６内を流れる冷媒は、反ジョイント側軸部４との間で熱交換を行う。
【００４１】
また、上流側冷却流路部１０と下流側冷却流路部１１は、少なくとも合計で８本以上形成されることが好ましく、本実施形態では、合計で１６本である。以上の構成によれば、ロール本体２のロール面５の周方向における温度分布を効果的に均一化させることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  圧延ロール
２  ロール本体
９  冷媒流路
１０  上流側冷却流路部
１１  下流側冷却流路部
２６  軸部冷却流路部
【図１】
0005704050.tif 000002
【図２】
0005704050.tif 000003
【図３】
0005704050.tif 000004
【図４】
0005704050.tif 000005
【図５】
0005704050.tif 000006
【図６】
0005704050.tif 000007
【図７】
0005704050.tif 000008