(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜状のシートを圧縮加工するロールプレス機に用いられ、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有する加圧ロールであって、
前記加圧ロール内に、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを備え、
前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配置され、
前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプよりなり、
前記複数の内周側ヒートパイプは、前記加圧ロール軸の軸方向略中央部で分割されることを特徴とする加圧ロール。
【請求項２】
請求項１に記載の加圧ロールにおいて、
前記複数の内周側ヒートパイプは、前記加圧ロール軸の前記転がり軸受にて支持される領域よりも端部側まで延伸する長さを有することを特徴とする加圧ロール。
【請求項３】
請求項１に記載の加圧ロールにおいて、
前記加圧ロールの外周面寄りに、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置され、且つ、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配される複数の外周側ヒートパイプを更に備えることを特徴とする加圧ロール。
【請求項４】
請求項３に記載の加圧ロールにおいて、
前記複数の外周側ヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配されることを特徴とする加圧ロール。
【請求項５】
薄膜状のシートを圧縮加工するロールプレス機に用いられ、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有する加圧ロールであって、
前記加圧ロール内に、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを備え、
前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配置され、
前記複数のヒートパイプは、
前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプと、
前記加圧ロールの外周面寄りに、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置され、且つ、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配される複数の外周側ヒートパイプと、を有し、
少なくとも前記複数の内周側ヒートパイプ及び前記複数の外周側ヒートパイプのうち、いずれか一方は、前記加圧ロール軸の略中央部で分割されることを特徴とする加圧ロール。
【請求項６】
請求項５に記載の加圧ロールにおいて、
前記複数の内周側ヒートパイプは、前記加圧ロール軸の前記転がり軸受にて支持される領域よりも端部側まで延伸する長さを有し、
前記複数の外周側ヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配されることを特徴とする加圧ロール。
【請求項７】
薄膜状のシートを圧縮加工するロールプレス機に用いられ、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有する加圧ロールであって、
前記加圧ロール内に、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを備え、
前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配置され、
前記複数のヒートパイプは、
前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプと、
前記加圧ロールの外周面寄りに、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置され、且つ、前記加圧ロールの横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配される複数の外周側ヒートパイプと、
前記加圧ロールの軸方向両端側であって、前記円環状に配される複数の内周側ヒートパイプと前記円環状に配される複数の外周側ヒートパイプとの間の領域に、前記加圧ロールの径方向に、相互に所定の間隔にて放射状に設置される複数の中間領域ヒートパイプと、を有することを特徴とする加圧ロール。
【請求項８】
請求項７に記載の加圧ロールにおいて、
前記複数の中間領域ヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される共に、前記内周側ヒートパイプ及び前記外周側ヒートパイプと所定の間隔にて離間することを特徴とする加圧ロール。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の加圧ロールにおいて、
少なくとも前記複数の内周側ヒートパイプ及び前記複数の外周側ヒートパイプのうち、いずれか一方は、前記加圧ロール軸の軸方向略中央部で分割されることを特徴とする加圧ロール。
【請求項１０】
薄膜状のシートを圧縮加工するロールプレス機に用いられ、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有する加圧ロールであって、
前記加圧ロール内に、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを備え、
前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配置され、
前記複数のヒートパイプは、
前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプと、
前記加圧ロールの外周面寄りに、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置され、且つ、前記加圧ロールの横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配される複数の外周側ヒートパイプと、
前記加圧ロールの軸方向両端側であって、前記円環状に配される複数の内周側ヒートパイプと前記円環状に配される複数の外周側ヒートパイプとの間の領域に、前記加圧ロール軸に対し所定の角度で前記軸方向両端側より内側へ傾斜する複数の中間領域ヒートパイプと、を有することを特徴とする加圧ロール。
【請求項１１】
請求項１０に記載の加圧ロールにおいて、
前記所定の角度で傾斜する複数の中間領域ヒートパイプは、前記加圧ロールの軸方向端部であって、外周面寄りから内周面寄りへと斜行するよう配されることを特徴とする加圧ロール。
【請求項１２】
請求項１０に記載の加圧ロールにおいて、
前記複数の中間領域ヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配されると共に、前記内周側ヒートパイプ及び前記外周側ヒートパイプと所定の間隔にて離間することを特徴とする加圧ロール。
【請求項１３】
請求項１０乃至請求項１２のうち、いずれか１項に記載の加圧ロールにおいて、
少なくとも前記複数の内周側ヒートパイプ及び前記複数の外周側ヒートパイプのうち、いずれか一方は、前記加圧ロール軸の軸方向略中央部で分割されることを特徴とする加圧ロール。
【請求項１４】
薄膜状のシートを捲回し当該シートを巻き出す巻出機と、
転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有し、前記シートを連続して圧縮加工する一対の加圧ロールと、
圧縮加工されたシートを巻き取り、巻取コイルを生成する巻取機と、
前記巻出機と前記一対の加圧ロールとの間、及び前記一対の加圧ロールと前記巻取機との間に設けられ、前記シートを搬送する複数のガイドロールと、を備え、
前記加圧ロールは、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを内部に有し、
前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において所定の間隔にて相互に離間し配され、前記転がり軸受で発生する熱を前記加圧ロール内に分散させるものであって、
前記複数のヒートパイプは、
前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプを有し、前記複数の内周側ヒートパイプは、前記加圧ロール軸の前記転がり軸受にて支持される領域よりも端部側まで延伸し、
前記加圧ロールの外周面寄りに、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置され、且つ、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配される複数の外周側ヒートパイプを有し、前記複数の外周側ヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配され、
前記加圧ロールの軸方向両端側であって、前記円環状に配される複数の内周側ヒートパイプと前記円環状に配される複数の外周側ヒートパイプとの間の領域に、前記加圧ロールの径方向に、相互に所定の間隔にて放射状に設置される複数の中間領域ヒートパイプを有し、前記複数の中間領域ヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配されると共に、前記内周側ヒートパイプ及び前記外周側ヒートパイプと所定の間隔にて離間することを特徴とするロールプレス機。
【請求項１５】
薄膜状のシートを捲回し当該シートを巻き出す巻出機と、
転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有し、前記シートを連続して圧縮加工する一対の加圧ロールと、
圧縮加工されたシートを巻き取り、巻取コイルを生成する巻取機と、
前記巻出機と前記一対の加圧ロールとの間、及び前記一対の加圧ロールと前記巻取機との間に設けられ、前記シートを搬送する複数のガイドロールと、を備え、
前記加圧ロールは、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを内部に有し、
前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において所定の間隔にて相互に離間し配され、前記転がり軸受で発生する熱を前記加圧ロール内に分散させるものであって、
前記複数のヒートパイプは、
前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプを有し、前記複数の内周側ヒートパイプは、前記加圧ロール軸の前記転がり軸受にて支持される領域よりも端部側まで延伸し、
前記加圧ロールの外周面寄りに、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置され、且つ、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配される複数の外周側ヒートパイプを有し、前記複数の外周側ヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配され、
前記加圧ロールの軸方向両端側であって、前記円環状に配される複数の内周側ヒートパイプと前記円環状に配される複数の外周側ヒートパイプとの間の領域に、前記加圧ロール軸に対し所定の角度で前記軸方向両端側より内側へ傾斜する複数の中間領域ヒートパイプを有し、前記所定の角度で傾斜する複数の中間領域ヒートパイプは、前記加圧ロールの軸方向端部であって、外周面寄りから内周面寄りへと斜行するよう配されることを特徴とするロールプレス機。
【請求項１６】
請求項１４又は請求項１５に記載のロールプレス機において、
少なくとも前記複数の内周側ヒートパイプ及び前記複数の外周側ヒートパイプのうち、いずれか一方は、前記加圧ロール軸の軸方向略中央部で分割されることを特徴とするロールプレス機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池用電極材料等の薄膜状シートの圧縮加工に用いられるロールプレス機に係り、特に、加圧ロールの熱変形を抑制可能な構造を有する加圧ロールとそれを用いたロールプレス機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロールプレス機における、例えば、二次電池用電極材などの圧縮加工精度は±１．０〜２.０μｍと、厳しい加工精度が要求される。
【０００３】
そのため、ロールプレス機では、長時間運転を実施しても、加圧ロール軸受部の機械的摩擦により生ずる熱が、加圧ロールに伝導され熱変更を起こすことを防止可能な設備が望まれている。このような、加圧ロールの熱変形を防止するロールプレス機として、特許文献１が知られている。
【０００４】
特許文献１では、加圧ロールのロール軸内に、中空円筒状の内部に熱媒体を通流可能な流路と、更に、このロール軸内に設けられた流路に接続され、加圧ロールの胴体部内に形成されたロール胴体内部流通路を設けると共に、水又は熱媒油等の熱媒体をロール軸内流路及びロール胴体内部流通路内を通流させるための循環ポンプを、ロール軸の一端側に設けている。そして、循環ポンプの駆動により、ロール軸内流路、ロール胴体内部流通路、ロール軸内流路、加圧ロールの外部に設けられたラジエータ等の冷却機構の順に熱媒体を循環させる構成が記載されている。
【０００５】
また特許文献１では、加圧ロール内部の熱媒流路をヒートパイプ化し、軸受部からの熱をロール全体に分散し均温化する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
特許文献１の構成では、ロール軸の一方端に円筒状管継手を介して冷却機構及び循環ポンプを設ける必要があり、ロールプレス機の複雑化を招く。  
また、ヒートパイプ化したロールにおいて、ロール軸内に設けられた流路と共に循環流路を形成するロール胴体内部流通路のうち、ロール軸に平行であり且つ、加圧ロールの外周側に配される中空円筒状の流路内を流れる熱媒体は、高速で回転する加圧ロールの遠心力の作用を受ける。そのため、熱媒体は、外周側に配される流路の内壁外周側に引き寄せられ、再び内周側に配されるロール軸内の流路へ戻り、発熱部である加圧ロールの軸受部へと循環することが困難となる可能性がある。  
そこで、本発明は、加圧ロール軸受部からの発熱による加圧ロールの熱変形を抑制し、高精度な圧縮加工を可能とする加圧ロール及びそれを用いたロールプレス機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明の加圧ロールは、薄膜状のシートを圧縮加工するロールプレス機に用いられ、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有する加圧ロールであって、前記加圧ロール内に、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを備え、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配置され、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプよりなり、前記複数の内周側ヒートパイプは、前記加圧ロール軸の軸方向略中央部で分割されることを特徴とする。
また、本発明の他の加圧ロールは、薄膜状のシートを圧縮加工するロールプレス機に用いられ、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有する加圧ロールであって、前記加圧ロール内に、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを備え、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配置され、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプと、前記加圧ロールの外周面寄りに、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置され、且つ、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配される複数の外周側ヒートパイプと、を有し、少なくとも前記複数の内周側ヒートパイプ及び前記複数の外周側ヒートパイプのうち、いずれか一方は、前記加圧ロール軸の略中央部で分割されることを特徴とする。
更に、本発明の他の加圧ロールは、薄膜状のシートを圧縮加工するロールプレス機に用いられ、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有する加圧ロールであって、前記加圧ロール内に、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを備え、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配置され、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプと、前記加圧ロールの外周面寄りに、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置され、且つ、前記加圧ロールの横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配される複数の外周側ヒートパイプと、前記加圧ロールの軸方向両端側であって、前記円環状に配される複数の内周側ヒートパイプと前記円環状に配される複数の外周側ヒートパイプとの間の領域に、前記加圧ロールの径方向に、相互に所定の間隔にて放射状に設置される複数の中間領域ヒートパイプと、を有することを特徴とする。
更に、本発明の他の加圧ロールは、薄膜状のシートを圧縮加工するロールプレス機に用いられ、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有する加圧ロールであって、前記加圧ロール内に、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを備え、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配置され、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプと、前記加圧ロールの外周面寄りに、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置され、且つ、前記加圧ロールの横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配される複数の外周側ヒートパイプと、前記加圧ロールの軸方向両端側であって、前記円環状に配される複数の内周側ヒートパイプと前記円環状に配される複数の外周側ヒートパイプとの間の領域に、前記加圧ロール軸に対し所定の角度で前記軸方向両端側より内側へ傾斜する複数の中間領域ヒートパイプと、を有することを特徴とする。
また、本発明のロールプレス機は、薄膜状のシートを捲回し当該シートを巻き出す巻出機と、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有し、前記シートを連続して圧縮加工する一対の加圧ロールと、圧縮加工されたシートを巻き取り、巻取コイルを生成する巻取機と、前記巻出機と前記一対の加圧ロールとの間、及び前記一対の加圧ロールと前記巻取機との間に設けられ、前記シートを搬送する複数のガイドロールと、を備え、前記加圧ロールは、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを内部に有し、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において所定の間隔にて相互に離間し配され、前記転がり軸受で発生する熱を前記加圧ロール内に分散させるものであって、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプを有し、前記複数の内周側ヒートパイプは、前記加圧ロール軸の前記転がり軸受にて支持される領域よりも端部側まで延伸し、前記加圧ロールの外周面寄りに、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置され、且つ、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配される複数の外周側ヒートパイプを有し、前記複数の外周側ヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配され、前記加圧ロールの軸方向両端側であって、前記円環状に配される複数の内周側ヒートパイプと前記円環状に配される複数の外周側ヒートパイプとの間の領域に、前記加圧ロールの径方向に、相互に所定の間隔にて放射状に設置される複数の中間領域ヒートパイプを有し、前記複数の中間領域ヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配されると共に、前記内周側ヒートパイプ及び前記外周側ヒートパイプと所定の間隔にて離間することを特徴とする。
また、本発明の他のロールプレス機は、薄膜状のシートを捲回し当該シートを巻き出す巻出機と、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有し、前記シートを連続して圧縮加工する一対の加圧ロールと、圧縮加工されたシートを巻き取り、巻取コイルを生成する巻取機と、前記巻出機と前記一対の加圧ロールとの間、及び前記一対の加圧ロールと前記巻取機との間に設けられ、前記シートを搬送する複数のガイドロールと、を備え、前記加圧ロールは、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプを内部に有し、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において所定の間隔にて相互に離間し配され、前記転がり軸受で発生する熱を前記加圧ロール内に分散させるものであって、前記複数のヒートパイプは、前記加圧ロール軸の外周面寄りに配され、前記加圧ロール軸の横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配される複数の内周側ヒートパイプを有し、前記複数の内周側ヒートパイプは、前記加圧ロール軸の前記転がり軸受にて支持される領域よりも端部側まで延伸し、前記加圧ロールの外周面寄りに、前記加圧ロール軸の軸方向に平行に設置され、且つ、前記加圧ロールの横断面において、所定の間隔にて相互に離間し配される複数の外周側ヒートパイプを有し、前記複数の外周側ヒートパイプは、前記加圧ロールの横断面において、円環状に所定の間隔にて相互に離間し配されると共に、前記加圧ロール軸の軸心に対し点対称に配され、前記加圧ロールの軸方向両端側であって、前記円環状に配される複数の内周側ヒートパイプと前記円環状に配される複数の外周側ヒートパイプとの間の領域に、前記加圧ロール軸に対し所定の角度で前記軸方向両端側より内側へ傾斜する複数の中間領域ヒートパイプを有し、前記所定の角度で傾斜する複数の中間領域ヒートパイプは、前記加圧ロールの軸方向端部であって、外周面寄りから内周面寄りへと斜行するよう配されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加圧ロール軸受部の機械的摩擦により生ずる熱による加圧ロールの熱変形を抑制し、高精度な圧縮加工を可能とする加圧ロール及びそれを用いたロールプレス機を実現することができる。  
加圧ロール軸受部からの発熱を、加圧ロール内に配されたヒートパイプにより加圧ロール全体に均等に拡散することで、加圧ロール内における温度分布の均一化が図られ、加圧ロールの熱変形を防止することが可能となる。  
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る加圧ロールが用いられるロールプレス機の全体概略構成図である。
【図２】図１に示す一対の加圧ロールの正面図である。
【図３】一対の加圧ロールにより連続圧縮加工されるシートの横断面図である。
【図４】二次電池用電極材のロールプレス機における加圧ロールに生ずるサーマルクラウンのメカニズムを示す説明図である。
【図５】本発明の一実施例に係る実施例１の加圧ロールの縦断面図及び正面図である。
【図６】図５に示す加圧ロールの製造工程の説明図であり、図６（Ａ）は加圧ロール軸にヒートパイプ収納孔を形成する工程、図６（Ｂ）はヒートパイプ収納孔に内周側ヒートパイプを挿入する工程、図６（Ｃ）は挿入後の内周側ヒートパイプを固定する工程、図６（Ｄ）は固定工程完了後の状態を示す図である。
【図７】本発明の他の実施例に係る実施例２の加圧ロールの縦断面図及び正面図である。
【図８】本発明の他の実施例に係る実施例３の加圧ロールの縦断面図及び正面図である。
【図９】図８に示す加圧ロールの製造工程の説明図であって部分縦断面図であり、図９（Ａ）は加圧ロールにヒートパイプ収納孔を形成する工程、図９（Ｂ）はヒートパイプ収納孔に中間領域ヒートパイプを挿入する工程、図９（Ｃ）は中間領域ヒートパイプ挿入後のヒートパイプ収納孔に外周側ヒートパイプを挿入する工程、図９（Ｄ）は挿入後の中間領域ヒートパイプ及び外周側ヒートパイプを固定する工程、図９（Ｅ）は固定工程完了後の状態を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る実施例４の加圧ロールの縦断面図及び正面図である。
【図１１】図１０に示す加圧ロールの製造工程の説明図であって部分縦断面図であり、図１１（Ａ）は加圧ロールにヒートパイプ収納孔を形成する工程、図１１（Ｂ）はヒートパイプ収納孔に中間領域ヒートパイプを挿入する工程、図１１（Ｃ）は中間領域ヒートパイプ挿入後のヒートパイプ収納孔に外周側ヒートパイプを挿入する工程、図１１（Ｄ）は挿入後の中間領域ヒートパイプ及び外周側ヒートパイプを固定する工程、図１１（Ｅ）は固定工程完了後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る加圧ロールが用いられるロールプレス機の全体概略構成図である。ロールプレス機１は、例えば、リチウムイオン二次電池用電極材料として、図３に示すように、アルミ箔あるいは銅箔等の導電性の金属箔からなる基材１１ｂの両面に活物質が塗工された塗工部１１ａを有するシート１１を、活物質の密度を上げ、且つ均一の厚みとなるよう連続して圧縮加工する設備である。なお、ロールプレス機１は、アルミ箔あるいは銅箔等の導電性の金属箔からなる基材１１ｂの両面に活物質が塗工された塗工部１１ａを有するシート１１を圧縮加工する設備に限られない。例えば、ポリエステルフィルムの両面に無接着剤アラミド紙を積層する薄膜状のシート等を圧縮加工する設備としても用いられる。すなわち、本発明の一実施形態に係るロールプレス機１は、薄膜状のシートであれば、その圧縮加工に好適に用いられるものである。
【００１２】
図１に示すように、ロールプレス機１は、上流側より、例えば、５００ｍ程の長さのシート１１の巻出しコイルを捲回する巻出機４、巻出機４より送り出されるシート１１を搬送する上流側搬送機構６、シート１１を予熱するための予熱ロール１０、シート１１を圧縮加工する一対の加圧ロール２（上加圧ロール、下加圧ロール）、圧縮加工されたシート１１を搬送する下流側搬送機構７、及び圧縮加工されたシート１１を巻き取り、巻取コイルを生成する巻取機５を備える。
【００１３】
上流側搬送機構６は、複数のガイドロール８及びダンサーロール９を備え、ダンサーロール９は、その回転軸は支持点を中心に円弧状の軌道を上下に変位可能に構成される。ダンサーロール９が円弧状の軌道を上下に変位することで、シート１１に所定の張力（適度な張力）を付与すると共に、ガイドロール８と協働し、シート１１を予熱ロール１０へ搬送する。
【００１４】
また、下流側搬送機構７は、同様に、複数のガイドロール８、ダンサーロール９及び厚み計３を備える。ダンサーロール９が円弧状の軌道を上下に変位することで、シート１１に所定の張力を付与する。２つのガイドロール間に設置された厚み計３は、ダンサーロール９により所定の張力が付与され、厚み計３を通過する際のシート１１の厚みを測定する。
【００１５】
なお、図１では、ガイドロール８の本数を説明の便宜上少なく記載しているが、例えば、本図に示す本数に限らず、上流側搬送機構６及び下流側搬送機構７内、それぞれに、１０本から３０本のガイドロール８を設ける構成としても良い。また、図１では、ダンサーロール９及び予熱ロール１０を、ガイドロール８と区別して示しているが、これらダンサーロール９及び予熱ロール１０を含めガイドロール８と呼ぶ場合もある。
【００１６】
図２に、一対の加圧ロール２の正面図（図１における領域Ａの正面図）を示す。上下に対向配置された一対の加圧ロール２（上加圧ロール、下加圧ロール）は、それぞれの加圧ロール軸２０をその両端部で支持する転がり軸受２２、転がり軸受２２を保持する軸受箱２３及び軸受箱２３を保持するハウジング２１により回転可能とされている。また、下加圧ロールの加圧ロール軸２０の両端部を支持する転がり軸受２２を保持する軸受箱２３と、ハウジング２１の下部との間に、例えば、油圧シリンダー等で構成される加圧機構２４が配されている。加圧機構２４は、上述の厚み計３により計測されるシート１１の厚みに基づき、一対の加圧ロール２間の間隙及び加圧ロール２に付加する荷重を調整するよう上下動する。
【００１７】
また、本実施形態における加圧ロール２は、例えば、金属製の中実ロールであり、ロール径が３００〜８００ｍｍφ、代表的な例として、ロール径５００ｍｍφのものが用いられる。この中実の加圧ロール２及び／又は加圧ロール軸２０内に、加圧ロール軸２０と平行に設置される円柱状の複数のヒートパイプを内蔵する。これら複数のヒートパイプは相互に接触することなく、所定の間隔にて離間し内蔵される。なお、詳細は、実施例にて後述するが、中実の加圧ロール軸２０及び／又は加圧ロール２に、ドリル加工により加圧ロール軸２０と平行に延伸する円筒状の開孔を形成し、熱伝導性を有するグリースを開孔に流し込み、その後、円柱状のヒートパイプを挿入し隙間なく固定することで、相互に離間し配される複数のヒートパイプを内蔵する加圧ロール２が得られる。
【００１８】
なお、円柱状のヒートパイプが配される方向は、加圧ロール軸２０に対し平行に配されるものに限らず、加圧ロール軸２０に対し略直交、あるいは、加圧ロール軸２０に対し所定の角度を有する方向に配されるもの、あるいはこれらの組み合わせも含む。いずれの場合においても、本実施形態による加圧ロール２に内蔵される複数のヒートパイプは、相互に接触することなく、それぞれ独立に配される。
【００１９】
図１及び図２において、シート１１は、例えば、約１００ｍ／ｍｉｎの搬送速度で搬送されつつ、一対の加圧ロール２により連続して圧縮加工される。図３に示す基材１１ｂの厚みＴｂは、例えば、約１５μｍ程度であり、この基材１１ｂの両面に活物質が塗工された塗工部１１ａを含む厚み、すなわちシート１１の厚みＴａは、圧縮加工前で約１５０μｍである。約１５０μｍの厚みを有するシート１１は、一対の加圧ロール２による圧縮加工により、約１００μｍ程度まで圧縮される。これにより、両面の塗工部１１aすなわち、活物質の密度が向上する。一方、上述のとおり、圧縮加工精度は、±１．０〜２.０μｍが要求される。
【００２０】
ここで図４を用いて、ロールプレス機における加圧ロールに生ずるサーマルクラウンのメカニズムについて説明する。図４に示す加圧ロール２は、本実施形態と異なり、ヒートパイプを内蔵しない金属製の中実ロールである。高速で回転する加圧ロール２の加圧ロール軸２０の両端部と転がり軸受２２間で、上述の機械的摩擦により発熱する。転がり軸受２２に生ずる熱は、加圧ロール軸２０を介し加圧ロール２へ、その両側より伝導される。従って、加圧ロール２（加圧ロール本体）内の温度分布は、加圧ロール軸２０方向に沿って、両端部が最も高く、中央部に向かうにしたがい低下する。このように加圧ロール２の内部温度に斑が生じ、加圧ロール２のロール軸方向に熱膨張により変形が生じ、その変形量又は変形量の分布は、温度分布に依存する（サーマルクラウン）。その結果、図４において二点鎖線で示すように、加圧ロール熱変形後の外周面２５の形状となる。このように加圧ロール２の外周面が変形すると、一対の加圧ロール２により圧縮加工されるシート１１の巾方向における厚みの均一化が阻害され、更には、±１．０〜２.０μｍの圧縮加工精度を実現することは困難となる。
【００２１】
本実施形態によれば、上述のように、相互に所定の間隔にて離間配置される複数のヒートパイプを、加圧ロール２及び／又は加圧ロール軸２０に内蔵することにより、転がり軸受２２による発熱を、加圧ロール２及び／又は加圧ロール軸２０内に分散できる。これにより、加圧ロール２内の温度分布の均一化が図られ、サーマルクラウンを抑制することが可能となる。
【００２２】
以下、図面を用いて、加圧ロール２及び／又は加圧ロール軸２０に内蔵するヒートパイプの各種の配置態様を示す本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２３】
図５に、本発明の一実施例に係る実施例１の加圧ロール２の縦断面図及び正面図を示す。図５の縦断面図（正面図におけるＢ−Ｂ断面図）に示すように、本実施例の加圧ロール２は、加圧ロール軸２０内に、加圧ロール軸２０に平行に延伸する内周側ヒートパイプ１２ａを備える。内周側ヒートパイプ１２ａは、加圧ロール軸２０の両端部を支持する転がり軸受２２が配される領域よりも、少なくともその外方まで延伸し、加圧ロール軸２０の両端部付近まで位置する長さを有する。また、正面図に示すように、内周側ヒートパイプ１２ａは、加圧ロール軸２０の軸心を中心とした同一円周上に、所定の間隔（ピッチ）にて離間し、８本配されている。換言すれば、内周側ヒートパイプ１２ａは、円環状に相互に所定の間隔にて離間配置されている。図５に示すように、内周側ヒートパイプ１２ａは、加圧ロール軸２０の外周面寄りに配置され、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置されている。このように内周側ヒートパイプ１２ａが、加圧ロール軸２０内で、発熱部である転がり軸受２２との接触面の近傍に配されることにより、転がり軸受２２からの熱をより効果的に吸収することが可能となる。また、軸心に対し点対称に内周側ヒートパイプ１２ａを配置することで、高速で回転する加圧ロール２の回転斑の発生を防止できる。
【００２４】
なお、図５においては、加圧ロール軸２０内に８本の内周側ヒートパイプ１２ａを配する例を示すが、加圧ロール軸２０の強度（剛性）が所望の強度を維持できる範囲内であれば、適宜、その本数を変えても良く、この場合においても、軸心に対し点対称に配することが望ましい。
【００２５】
ここで、内周側ヒートパイプ１２ａは、既知のヒートパイプが用いられる。ヒートパイプは、一般的に熱伝導性の高い材料（例えば、銅など）にて形成される円柱状のパイプ中に揮発性の液体（作動液：例えば、水等）を封入し構成される。ヒートパイプは、高温部側の内壁にて、作動液（例えば、水等）が熱を吸収し蒸発する（潜熱の吸収）。気相状態となった作動液、すなわち、作動液蒸気がヒートパイプ内の空洞を流れ低温部側へと移動する。低温部に到達した作動液蒸気は、熱を奪われ（冷却され）凝集し再び液相へと戻る（潜熱の放出）。液相状態に戻された作動液は、ヒートパイプ内壁に設けられたウィックに吸収される。ここで、ウィックは、例えば、複数本撚られた金属細線、又は、網目状に組まれた金属細線にて、毛細管構造として形成される。ヒートパイプ内の上記空洞内は、例えば、大気圧の１／１０程度に保たれることから、作動液の沸点は低くなる。液相状態に戻された作動液は、ヒートパイプ内壁のウィックを伝い再び高温側へと戻る。このように、ヒートパイプは、その両端部に温度差が生じると、ヒートパイプ内で作動液の循環が生じ、熱移動する。
【００２６】
図６は、図５に示す加圧ロール２の製造工程を示す説明図である。図６（Ａ）に示すように、先ず、ドリル加工などにより、加圧ロール軸２０の一端より他端側へ、加圧ロール軸２０に平行に複数の開孔、すなわち、円筒状の空洞であるヒートパイプ収納孔１３を形成する。ここで、ヒートパイプ収納孔１３は、加圧ロール軸２０の端部（図６（Ａ）において、左側端部）を貫通することなく、且つ、転がり軸受２２が配される領域よりも端部側まで形成される。ここで、ヒートパイプ収納孔１３は、図５の正面図に示すように、例えば、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に８か所形成される。
【００２７】
次に、図６（Ｂ）に示すように、ヒートパイプ収納孔１３内に、例えば、熱伝導性を有するグリースを充填する。その後、ヒートパイプ収納孔１３内に、内周側ヒートパイプ１２ａを挿入する。これにより、ヒートパイプ収納孔１３の内壁と内周側ヒートパイプ１２ａの外周面とで形成される間隙は、熱伝導性を有するグリースにて満たされる。ヒートパイプ収納孔１３の底部まで内周側ヒートパイプ１２ａを挿入した後、図６（Ｃ）に示すように、ヒートパイプ収納孔１３の右側端部に残る開孔部をボルト１４により締結することで、当該開孔部を閉塞すると共に、ヒートパイプ収納孔１３内に内周側ヒートパイプ１２ａを固定する。なお、図６（Ｃ）の工程において、図６（Ｂ）の工程にて、内周側ヒートパイプ１２ａの挿入により、上記間隙を満たした後の余剰の熱伝導性を有するグリースが上記右側端部に残る開孔部へ漏れ出し、当該開孔部を埋めるのに十分な量の熱伝導性を有するグリースが存在する場合は、直ちにボルト１４にて当該開孔部を締結する。仮に、グリース量が不足する場合には、更に熱伝導性を有するグリースを充填した後、ボルト１４にて締結する。以上の工程により、図６（Ｄ）に示す加圧ロール軸２０内に、内周側ヒートパイプ１２ａを有する図５に示す加圧ロール２が得られる。
【００２８】
図５では、一対の加圧ロール２（上加圧ロール、下加圧ロール）のうち、一方のみを示したが、他方の加圧ロール２も同様である。
【００２９】
図５に示す一対の加圧ロール２により、シート１１を連続して圧縮加工すると、上述のとおり、高速で回転する加圧ロール軸２０と接触する転がり軸受２２は、機械的摩擦により発熱する。転がり軸受２２からの熱は、加圧ロール軸２０の外周面より内部へ伝わる。そして、更に、内周側ヒートパイプ１２ａへと伝熱され、転がり軸受２２の領域に対応する内周側ヒートパイプ１２ａ内の作動液（図示せず）は、その熱を吸収し蒸発する。その後、上述のとおり、ヒートパイプ１２ａ内で気相状態となった作動液蒸気は、低温側であるヒートパイプ１２ａの軸方向中央部へ移動する。内周側ヒートパイプ１２ａの軸方向両端部より中央部へ移動する作動液蒸気は、熱を奪われ（冷却され）凝集し再び液相へ戻る（潜熱の放出）。液相状態に戻された作動液は、内周側ヒートパイプ内壁に設けられたウィックに吸収され、再び、内周側ヒートパイプ１２ａの軸方向両端部の高温部側へと移動する。このように、内周側ヒートパイプ１２ａ内で、作動液が高温側である両端部から低温側の中央部、そして中央部から高温側の両端部へと循環する。これにより転がり軸受２２から生ずる熱は、加圧ロール２の軸方向に移動しつつ分散され、加圧ロール２の温度分布の均一化が図られる。その結果、加圧ロールの熱変形が防止される。
【００３０】
以上のとおり、本実施例によれば、加圧ロール軸受部の機械的摩擦により生ずる熱による加圧ロールの熱変形が抑制され、高精度な圧縮加工を可能とする加圧ロール及びそれを用いたロールプレス機を実現することができる。
【００３１】
なお、本実施例では、加圧ロール軸２０内に、その一方端より他端へと延伸する内周側ヒートパイプ１２ａを有する構成を説明したが、これに替えて、加圧ロール軸２０に平行に延伸するヒートパイプ１２ａを、略中央部付近で分割する構成としても良い。換言すれば、加圧ロール軸２０の軸方向両端側より、加圧ロール軸２０に平行に延伸する２本のヒートパイプ１２ａが、加圧ロール軸２０の軸方向略中央部付近にて、相互に離間し配置される構成としても良い。この場合、図６にて説明した加圧ロール２の製造工程において、ヒートパイプ収納孔１３を、加圧ロール軸２０の両端部側より、ドリル加工などにより加圧ロール軸２０の略中央部付近まで、円筒状の空洞であるヒートパイプ収納孔１３を形成する。その後の工程は、図６に示す工程と同様に行う。このような構成とすることで、一度に形成されるヒートパイプ収納孔１３の軸方向長さが半減以下となり、ドリル加工の作業が容易化される。また、ヒートパイプ１２ａが、加圧ロール軸２０の軸方向略中央部で分割されるため、分割された各ヒートパイプ１２ａ内での作動液の循環も促進される。
【実施例２】
【００３２】
図７に、本発明の他の実施例に係る実施例２の加圧ロールの縦断面図及び正面図を示す。図５に示す構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。本実施例では、加圧ロール軸２０内に配される複数の内周側ヒートパイプ１２ａに加え、更に加圧ロール２内であって、その外周面寄りに複数の外周側ヒートパイプ１２ｂを有する点が、実施例１と異なる。
【００３３】
図７の縦断面図（正面図におけるＢ−Ｂ断面図）に示すように、本実施例の加圧ロール２は、加圧ロール軸２０内に、加圧ロール軸２０に平行に設置される内周側ヒートパイプ１２ａを備えると共に、更に、加圧ロール２内であって、その外周面寄りに、加圧ロール軸２０に平行に設置される外周側ヒートパイプ１２ｂを備える。内周側ヒートパイプ１２ａは、実施例１と同様に、加圧ロール軸２０の両端部を支持する転がり軸受２２が配される領域よりも、少なくともその外方まで延伸し、加圧ロール軸２０の両端部付近まで位置する長さを有する。また、外周側ヒートパイプ１２ｂは、加圧ロール２の両端部付近まで位置する長さを有する。
【００３４】
図７の正面図に示すように、内周側ヒートパイプ１２ａは、加圧ロール軸２０の軸心を中心とした同一円周上に、所定の間隔（ピッチ）にて離間し、８本配されている。また、外周側ヒートパイプ１２ｂは、加圧ロール軸２０の軸心を中心とした同一円周上に、所定の間隔（ピッチ）にて離間し、１６本配されている。換言すれば、内周側ヒートパイプ１２ａ、外周側ヒートパイプ１２ｂ共にそれぞれ円環状に相互に所定の間隔にて離間配置されている。図７に示すように、内周側ヒートパイプ１２ａは、加圧ロール軸２０の外周面寄りに配置され、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置されている。また、外周側ヒートパイプ１２ｂは、加圧ロール２内であって、その外周面寄りに配置され、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置されている。このように内周側ヒートパイプ１２ａが、加圧ロール軸２０内で、発熱部である転がり軸受２２との接触面の近傍に配されることにより、転がり軸受２２からの熱をより効果的に吸収することが可能となる。また、外周側ヒートパイプ１２ｂが、シート１１と直接接触する加圧ロール２の外周面寄りに配されることにより、仮に、転がり軸受２２からの熱の一部が加圧ロール軸２０を介して、加圧ロール２の両端部側より伝導された場合であっても、当該伝導された熱をより効果的に吸収することができる。また、外周側ヒートパイプ１２ｂは、シート１１と直接接触する加圧ロール２の外周面に、仮に、軸方向に温度分布が生じる場合においても、上述の通り、高温部より低温部へ熱移動、すなわち、熱拡散される。従って、加圧ロール２の外周面は均温化される。
【００３５】
また、内周側ヒートパイプ１２ａ及び外周側ヒートパイプ１２ｂを、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置することで、高速で回転する加圧ロール２の回転斑の発生を防止できる。
【００３６】
なお、図７においては、加圧ロール２内に１６本の外周側ヒートパイプ１２ｂを配する例を示すが、加圧ロール２の強度（剛性）が所望の強度を維持できる範囲内であれば、適宜、その本数を変えても良く、この場合においても、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配することが望ましい。なお、本実施例の加圧ロール２の製造工程は、図６に示す実施例１の製造工程に加え、内周側ヒートパイプ１２ａと同様の工程にて、外周側ヒートパイプ１２ｂを挿入しボルト１４にて固定すれば良いため、以下では説明を省略する。図７では、一対の加圧ロール２（上加圧ロール、下加圧ロール）のうち、一方のみを示したが、他方の加圧ロール２も同様である。
【００３７】
図７に示す一対の加圧ロール２により、シート１１を連続して圧縮加工すると、上述のとおり、高速で回転する加圧ロール軸２０と接触する転がり軸受２２は、機械的摩擦により発熱する。内周側ヒートパイプ１２ａによる動作については、実施例１と同様であるため、以下では、外周側ヒートパイプ１２ｂについてのみ述べる。仮に、転がり軸受２２からの熱の一部が加圧ロール軸２０を介して、加圧ロール２の両端側より伝導された場合、当該熱は、外周側ヒートパイプ１２ｂの軸方向両端部へ伝わる。外周側ヒートパイプ１２ｂ内の作動液（図示せず）は、その熱を吸収し蒸発する。その後、上述のとおり、外周側ヒートパイプ１２ｂ内で気相状態となった作動液蒸気は、低温側である外周側ヒートパイプ１２ｂの軸方向中央部へ移動する。外周側ヒートパイプ１２ｂの軸方向両端部より中央部へ移動する作動液蒸気は、熱を奪われ（冷却され）凝集し再び液相へ戻る（潜熱の放出）。液相状態に戻された作動液は、ヒートパイプ内壁に設けられたウィックに吸収され、再び、外周側ヒートパイプ１２ｂの軸方向両端部の高温部側へと移動する。このように、外周側ヒートパイプ１２ｂ内で、作動液が高温側である両端部から低温側の中央部、そして中央部から高温側の両端部へと循環する。これにより、加圧ロール軸２０を介し転がり軸受２２より伝導された熱は、加圧ロール２の軸方向に移動しつつ分散され、加圧ロール２の温度分布の均一化が図られる。その結果、加圧ロールの熱変形が防止される。
【００３８】
以上のとおり、本実施例によれば、実施例１の効果に加え、更に、シート１１と直接接触する加圧ローラ２の外周面付近における温度分布が均一化されることから、加圧ロール軸受部の機械的摩擦により生ずる熱による加圧ロール２の熱変形を、実施例１に比してより効果的に抑制することができる。
【００３９】
なお、本実施例では、加圧ロール軸２０内に、その一方端より他端へと延伸する内周側ヒートパイプ１２ａを有するともに、加圧ロール２の外周面寄りに、その一方端より他端へと延伸する外周側ヒートパイプ１２ｂを有する構成を説明したが、これに替えて、加圧ロール軸２０に平行に延伸する内周側ヒートパイプ１２ａ及び／又は外周側ヒートパイプ１２ｂを、略中央部付近で分割する構成としても良い。
【実施例３】
【００４０】
図８に、本発明の他の実施例に係る実施例３の加圧ロールの縦断面図及び正面図を示す。図５及び図７に示す構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。本実施例では、実施例２の構成に加え、更に、加圧ローラ２の軸方向両端部寄りに、加圧ローラ軸２０の軸方向に対し直交する方向に、設置する中間領域ヒートパイプ１２ｃを有する点が、実施例２と異なる。
【００４１】
図８の縦断面図（正面図におけるＢ−Ｂ断面図）に示すように、本実施例の加圧ロール２は、加圧ロール軸２０内に、加圧ロール軸２０に平行に設置される内周側ヒートパイプ１２ａと、加圧ロール２内であって、その外周面寄りに、加圧ロール軸２０に平行に設置される外周側ヒートパイプ１２ｂを備える。更に、加圧ロール２は、軸方向の両端部付近であって、内周側ヒートパイプ１２ａと外周側ヒートパイプ１２ｂとの間の領域に、加圧ロール軸２０に略直交する方向に設置される中間領域ヒートパイプ１２ｃを備える。内周側ヒートパイプ１２ａは、実施例１及び実施例２と同様に、加圧ロール軸２０の両端部を支持する転がり軸受２２が配される領域よりも、少なくともその外方まで延伸し、加圧ロール軸２０の両端部付近まで位置する長さを有する。また、外周側ヒートパイプ１２ｂは、実施例２と同様に加圧ロール２の両端部付近まで位置する長さを有する。中間領域ヒートパイプ１２ｃは、内周側ヒートパイプ１２ａ及び外周側ヒートパイプ１２ｂと所定の間隔にて離間配置される長さを有する。
【００４２】
図８の正面図に示すように、内周側ヒートパイプ１２ａは、加圧ロール軸２０の軸心を中心とした同一円周上に、所定の間隔（ピッチ）にて離間し、８本配されている。また、外周側ヒートパイプ１２ｂは、加圧ロール軸２０の軸心を中心とした同一円周上に、所定の間隔（ピッチ）にて離間し、１６本配されている。換言すれば、内周側ヒートパイプ１２ａ、外周側ヒートパイプ１２ｂ共にそれぞれ円環状に相互に所定の間隔にて離間配置されている。また、中間領域ヒートパイプ１２ｃは、加圧ロール２の軸心より外周面に向かい相互に所定の間隔にて離間し放射状に延伸し、外周側ヒートパイプ１２ｂ及び内周側ヒートパイプ１２ａと離間するよう、１６本配されている。
【００４３】
図８に示すように、内周側ヒートパイプ１２ａは、加圧ロール軸２０の外周面寄りに配置され、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置されている。また、外周側ヒートパイプ１２ｂは、加圧ロール２内であって、その外周面寄りに配置され、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置されている。また、中間領域ヒートパイプ１２ｃは、加圧ロール２内であって、加圧ロール２の軸方向両端部寄りに、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置されている。なお、図８の正面図では、加圧ロール軸２０の軸心より放射状に加圧ロール２の外周面側へ向かい延伸する中間領域ヒートパイプ１２ｃの延長線が、外周側ヒートパイプ１２ｂと交差するよう配置する例を示すがこれに限られない。中間領域ヒートパイプ１２ｃは、相互に離間し、且つ、内周側ヒートパイプ１２ａ及び外周側ヒートパイプ１２ｂと離間配置されるものであれば、１本の中間領域ヒートパイプ１２ｃの延長線が、相互に離間配置され、隣接する２本の外周側ヒートパイプ１２ｂの間に位置するよう配置しても良い。この場合においても、中間領域ヒートパイプ１２ｃは、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置されることが望ましい。
【００４４】
なお、図８では、加圧ロール軸２０内に８本の内周側ヒートパイプ１２ａ、加圧ロール２内に１６本の外周側ヒートパイプ１２ｂ及び中間領域ヒートパイプ１２ｃを配する例を示すが、加圧ロール２の強度（剛性）が所望の強度を維持できる範囲内であれば、適宜、その本数を変えても良く、この場合においても、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配することが望ましい。このように点対称に配することで、高速で回転する加圧ロール２の回転斑の発生を防止できる。また、図８では、一対の加圧ロール２（上加圧ロール、下加圧ロール）のうち、一方のみを示したが、他方の加圧ロール２も同様である。
【００４５】
図９は、図８に示す加圧ロールの製造工程の説明図であって、図８に示す一点鎖線で囲まれた領域Ｃの縦断面拡大図である。内周側ヒートパイプ１２ａの挿入及び固定工程については、上述の実施例１における図６と同様であるため、以下では、省略する。
【００４６】
図９（Ａ）に示すように、先ず、ドリル加工などにより、加圧ロール２の一端より他端側へ、加圧ロール２及び加圧ロール軸２０に平行に複数の開孔、すなわち、円筒状の空洞であるヒートパイプ収納孔１３ａを形成する。ここで、ヒートパイプ収納孔１３ａは、加圧ロール２の他端（図８において、右側端部）を貫通することなく、軸方向端部側まで形成される。ここで、ヒートパイプ収納孔１３ａは、図８の正面図に示すように、例えば、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に１６か所形成される。また、加圧ロール２の外周面から加圧ロール２の軸心へと向かい、ヒートパイプ収納孔１３ａに対し略直交する複数の開孔、すなわち、円筒状の空洞であるヒートパイプ収納孔１３ｂを形成する。ここで、図示しないが、ヒートパイプ収納孔１３ｂの加圧ロール２の軸心側の端部は、内周側ヒートパイプ１２ａが収納されるヒートパイプ収納孔１３に接続することなく、所定の間隔にて離間する位置にある。なお、加圧ロール２の外周面、すなわち、圧縮加工時にシート１１と接触する面は、予め焼き入れにて高強度に硬化されている。但し、通常、加圧ロール２は、その軸方向に圧縮加工の対象物と直接接触する領域、すなわち、有効面を加圧ロール２の外周面の両端部を含まず備えている。この有効面の長さは、加圧ロール２の全長に対し、例えば、約７０％から９０％とされる。従って、加圧ロール２の軸方向両端側には、それぞれ、加圧ロールの全長に対し約５％から１５％の有効面外の領域（非有効面領域）が存在する。よって、有効面の領域のみを焼き入れし高硬度化すれば、加圧ロール２の両端部に存在する非有効面領域は、有効面に比して硬度は低くドリル加工などによりヒートパイプ収納孔１３ｂを形成できる。
【００４７】
次に、図９（Ｂ）に示すように、ヒートパイプ収納孔１３ｂ内に、例えば、熱伝導性を有するグリースを充填する。その後、ヒートパイプ収納孔１３ｂ内に、中間領域ヒートパイプ１２ｃを挿入する。これにより、ヒートパイプ収納孔１３ｂの内壁と中間領域ヒートパイプ１２ｃの外周面とで形成される間隙は、熱伝導性を有するグリースにて満たされる。ヒートパイプ収納孔１３ｂの底部まで中間領域ヒートパイプ１２ｃを挿入した後、図９（Ｃ）に示すように、ヒートパイプ収納孔１３ａ内に、熱伝導性を有するグリースを充填する。その後、ヒートパイプ収納孔１３ａ内に、外周側ヒートパイプ１２ｂを挿入する。これにより、ヒートパイプ収納孔１３ａの内壁と外周側ヒートパイプ１２ｂの外周面とで形成される間隙は、熱伝導性を有するグリースにて満たされる。また、このとき、挿入される外周側ヒートパイプ１２ｂと、既に挿入された中間領域ヒートパイプ１２ｃの加圧ロール２の外周面側端部との間に空隙（ヒートパイプ収納孔１３ｂ内の空隙）が形成されるが、当該空隙は先に充填された熱伝導性グリースにて満たされているため、何ら問題ない。
【００４８】
続いて、図９（Ｄ）に示すように、ヒートパイプ収納孔１３ａの端部に残る開孔部をボルト１４ａにより締結すると共に、ヒートパイプ収納孔１３ｂの端部に残る開孔部をボルト１４ｂにより締結する。これによりこれら開孔部は閉塞されると共に、ヒートパイプ収納孔１３ａ内に外周側ヒートパイプ１２ｂが固定され、ヒートパイプ収納孔１３ｂ内に中間領域ヒートパイプ１２ｃが固定される。なお、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）の工程において、仮に、グリース量が不足する場合には、更に熱伝導性を有するグリースを上記開孔部へ充填した後、ボルト１４ａ、ボルト１４ｂにて締結する。
【００４９】
以上の工程により、図９（Ｅ）に示す加圧ロール２内に、外周側ヒートパイプ１２ｂ及び中間領域ヒートパイプ１２ｃを有する図８に示す加圧ロール２が得られる。なお、図９では、中間領域ヒートパイプ１２ｃが、図８の正面図に示すように配される場合を例に説明した。上述のように、一本の中間領域ヒートパイプ１２ｃの延長線が、相互に離間配置され、隣接する２本の外周側ヒートパイプ１２ｂの間に位置するよう、複数の中間領域ヒートパイプ１２ｃを配置する場合には、図９（Ａ）の工程において、ヒートパイプ収納孔１３ａ及びヒートパイプ収納孔１３ｂは、加圧ロール２内で交差することなく、ドリル加工などにより形成される。また、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）の工程において、中間領域ヒートパイプ１２ｃ及び外周側ヒートパイプ１２ｂを、上述と逆の順番にて、それぞれヒートパイプ収納孔１３ｂ及びヒートパイプ収納孔１３ａに挿入しても良い。
【００５０】
図８に示す一対の加圧ロール２により、シート１１を連続して圧縮加工すると、上述のとおり、高速で回転する加圧ロール軸２０と接触する転がり軸受２２は、機械的摩擦により発熱する。内周側ヒートパイプ１２ａによる動作については、実施例１と同様であり、また、外周側ヒートパイプ１２ｂについては実施例２と同様であるため、以下では中間領域ヒートパイプ１２ｃについてのみ述べる。仮に、転がり軸受２２からの熱の一部が加圧ロール軸２０を介して、加圧ロール２の両端側より伝導された場合、当該熱は、中間領域ヒートパイプ１２ｃの加圧ロール軸２０側の端部へ伝わる。中間領域ヒートパイプ１２ｃ内の作動液（図示せず）は、その熱を吸収し蒸発する。その後、上述のとおり、中間領域ヒートパイプ１２ｃ内で気相状態となった作動液蒸気は、低温側である中間領域ヒートパイプ１２ｃの外周側ヒートパイプ１２ｂ側の端部へ移動する。このように中間領域ヒートパイプ１２ｃ内を作動液蒸気が移動する際、熱は奪われ（冷却され）凝集し再び液相へ戻る（潜熱の放出）。液相状態に戻された作動液は、ヒートパイプ内壁に設けられたウィックに吸収され、再び、中間領域ヒートパイプ１２ｃの高温部側へと移動する。このように、中間領域ヒートパイプ１２ｃ内で、作動液が高温側である内周側ヒートパイプ１２ａ側の端部から低温側の外周側ヒートパイプ１２ｂ側の端部、そして再び高温側である内周側ヒートパイプ１２ａ側の端部へと循環する。これにより、加圧ロール軸２０を介し転がり軸受２２より伝導された熱は、加圧ロール２の両端部付近において、加圧ロール軸２０対し略直交する方向（加圧ロール２の径方向）に移動しつつ分散され、加圧ロール２の両端部付近の温度分布の均一化も図られる。その結果、加圧ロール２の熱変形が防止される。
【００５１】
以上のとおり、本実施例によれば、実施例２の効果に加え、更に、加圧ローラ２内であって、その両端部付近の径方向における温度分布が均一化されることから、実施例２に比して、加圧ロール２の均温化が更に図られる。そして、加圧ロール軸受部の機械的摩擦により生ずる熱による加圧ロールの熱変形を、実施例２に比して、より効果的に抑制することができる。
【００５２】
なお、本実施例においても、加圧ロール軸２０に平行に設置される内周側ヒートパイプ１２ａ及び／又は外周側ヒートパイプ１２ｂを、略中央部付近で分割する構成としても良い。
【実施例４】
【００５３】
図１０に、本発明の他の実施例に係る実施例４の加圧ロールの縦断面図及び正面図を示す。図５、図７及び図８に示す構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。本実施例では、中間領域ヒートパイプ１２ｃを、加圧ロール軸２０の軸方向に対し所定の角度で傾斜し、加圧ロール２の外周側から内周側へと向かうよう配した点が実施例３と異なる。
【００５４】
図１０の縦断面図（正面図におけるＢ−Ｂ断面図）に示すように、本実施例の加圧ロール２は、加圧ロール軸２０内に、加圧ロール軸２０に平行に設置される内周側ヒートパイプ１２ａと、加圧ロール２内であって、その外周面寄りに、加圧ロール軸２０に平行に設置される外周側ヒートパイプ１２ｂを備える。更に、加圧ロール２は、軸方向の両端部付近であって、内周側ヒートパイプ１２ａと外周側ヒートパイプ１２ｂとの間の領域に、加圧ロール軸２０の軸方向に対し所定の角度で設置される中間領域ヒートパイプ１２ｃを備える。中間領域ヒートパイプ１２ｃは、加圧ロール２の端部であって、外周面寄りから内周面（加圧ロール軸２０）寄りへと斜行するよう、加圧ロール２内に配される。内周側ヒートパイプ１２ａは、実施例１乃至実施例３と同様に、加圧ロール軸２０の両端部を支持する転がり軸受２２が配される領域よりも、少なくともその外方まで延伸し、加圧ロール軸２０の両端部付近まで位置する長さを有する。また、外周側ヒートパイプ１２ｂは、実施例２と同様に加圧ロール２の両端部付近まで位置する長さを有する。中間領域ヒートパイプ１２ｃは、内周側ヒートパイプ１２ａ及び外周側ヒートパイプ１２ｂと所定の間隔にて離間配置される長さを有する。
【００５５】
図１０の正面図に示すように、内周側ヒートパイプ１２ａは、加圧ロール軸２０の軸心を中心とした同一円周上に、所定の間隔（ピッチ）にて離間し、８本配されている。また、外周側ヒートパイプ１２ｂは、加圧ロール軸２０の軸心を中心とした同一円周上に、所定の間隔（ピッチ）にて離間し、１６本配されている。換言すれば、内周側ヒートパイプ１２ａ、外周側ヒートパイプ１２ｂ共にそれぞれ円環状に相互に所定の間隔にて離間配置されている。また、中間領域ヒートパイプ１２ｃは、点線で示すように、加圧ロール２の軸心より外周面に向かい相互に所定の間隔にて離間し放射状に延伸し、外周側ヒートパイプ１２ｂ及び内周側ヒートパイプ１２ａと離間するよう、１６本配されている。
【００５６】
図１０に示すように、内周側ヒートパイプ１２ａは、加圧ロール軸２０の外周面寄りに配置され、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置されている。また、外周側ヒートパイプ１２ｂは、加圧ロール２内であって、その外周面寄りに配置され、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置されている。また、中間領域ヒートパイプ１２ｃは、加圧ロール２内であって、加圧ロール２の軸方向両端部寄りに、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置されている。なお、図１０の正面図では、加圧ロール軸２０の軸心より放射状に延伸する中間領域ヒートパイプ１２ｃの延長線が、外周側ヒートパイプ１２ｂと交差するよう配置する例を示すがこれに限られない。中間領域ヒートパイプ１２ｃは、相互に離間し、且つ、内周側ヒートパイプ１２ａ及び外周側ヒートパイプ１２ｂと離間配置されるものであれば、１本の中間領域ヒートパイプ１２ｃの延長線が、相互に離間配置され、隣接する２本の外周側ヒートパイプ１２ｂの間に位置するよう配置しても良い。この場合においても、中間領域ヒートパイプ１２ｃは、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配置されることが望ましい。
【００５７】
なお、図１０では、加圧ロール軸２０内に８本の内周側ヒートパイプ１２ａ、加圧ロール２内に１６本の外周側ヒートパイプ１２ｂ及び中間領域ヒートパイプ１２ｃを配する例を示すが、加圧ロール２の強度（剛性）が所望の強度を維持できる範囲内であれば、適宜、その本数を変えても良く、この場合においても、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に配することが望ましい。このように点対称に配することで、高速で回転する加圧ロール２の回転斑の発生を防止できる。また、図１０では、一対の加圧ロール２（上加圧ロール、下加圧ロール）のうち、一方のみを示したが、他方の加圧ロール２も同様である。
【００５８】
図１１は、図１０に示す加圧ロールの製造工程の説明図であって、図１０に示す一点鎖線で囲まれた領域Ｃの縦断面拡大図である。内周側ヒートパイプ１２ａの挿入及び固定工程については、上述の実施例１における図６と同様であるため、以下では、省略する。
【００５９】
図１１（Ａ）に示すように、先ず、ドリル加工などにより、加圧ロール２の一端より他端側へ、加圧ロール２及び加圧ロール軸２０に平行に複数の開孔、すなわち、円筒状の空洞であるヒートパイプ収納孔１３ａを形成する。ここで、ヒートパイプ収納孔１３ａは、加圧ロール２０の他端（図１０において、右側端部）を貫通することなく、軸方向端部側まで形成される。ここで、ヒートパイプ収納孔１３ａは、図１０の正面図に示すように、例えば、加圧ロール軸２０の軸心に対し点対称に１６か所形成される。また、加圧ロール２の上記一端から、加圧ロール軸２０又はヒートパイプ収納孔１３ａに対し所定の角度で傾斜し、加圧ロール２の外周面寄りから内周面寄りへと向かう複数の開孔、すなわち、円筒状の空洞であるヒートパイプ収納孔１３ｂを形成する。ここで、図示しないが、ヒートパイプ収納孔１３ｂの加圧ロール２の軸心側の端部は、内周側ヒートパイプ１２ａが収納されるヒートパイプ収納孔１３に接続することなく、所定の間隔にて離間する位置にある。なお、図１１（Ａ）に示すように、ヒートパイプ収納孔１３ａ及びヒートパイプ収納孔１３ｂの接続部（開孔部）であるプラグ挿入口１５ａは、断面略台形状となっている。すなち、プラグ挿入口１５ａは、加圧ロール２の端部において、内側から端部の端面へと向かい口径が拡大する形状とされている。
【００６０】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、ヒートパイプ収納孔１３ｂ内に、プラグ挿入口１５ａを介して、例えば、熱伝導性を有するグリースを充填する。その後、ヒートパイプ収納孔１３ｂ内に、中間領域ヒートパイプ１２ｃを挿入する。これにより、ヒートパイプ収納孔１３ｂの内壁と中間領域ヒートパイプ１２ｃの外周面とで形成される間隙は、熱伝導性を有するグリースにて満たされる。ヒートパイプ収納孔１３ｂの底部まで中間領域ヒートパイプ１２ｃを挿入した後、図１１（Ｃ）に示すように、ヒートパイプ収納孔１３ａ内に、プラグ挿入口１５ａを介して、熱伝導性を有するグリースを充填する。その後、ヒートパイプ収納孔１３ａ内に、外周側ヒートパイプ１２ｂを挿入する。これにより、ヒートパイプ収納孔１３ａの内壁と外周側ヒートパイプ１２ｂの外周面とで形成される間隙は、熱伝導性を有するグリースにて満たされる。
【００６１】
続いて、図１１（Ｄ）に示すように、プラグ挿入口１５ａに熱伝導性グリースを充填した後、縦断面が略台形状であって、円錐状のプラグ１５を嵌合し固定する。これによりプラグ挿入口１５ａは閉塞されると共に、ヒートパイプ収納孔１３ａ内に外周側ヒートパイプ１２ａが固定され、ヒートパイプ収納孔１３ｂ内に中間領域ヒートパイプ１２ｃが固定される。
【００６２】
以上の工程により、図１１（Ｅ）に示す加圧ロール２内に、外周側ヒートパイプ１２ｂ及び中間領域ヒートパイプ１２ｃを有する図１０に示す加圧ロール２が得られる。なお、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）の工程において、中間領域ヒートパイプ１２ｃ及び外周側ヒートパイプ１２ｂを、上述と逆の順番にて、それぞれヒートパイプ収納孔１３ｂ及びヒートパイプ収納孔１３ａに挿入しても良い。
【００６３】
図１０に示す一対の加圧ロール２により、シート１１を連続して圧縮加工すると、上述のとおり、高速で回転する加圧ロール軸２０と接触する転がり軸受２２は、機械的摩擦により発熱する。内周側ヒートパイプ１２ａによる動作については、実施例１と同様であり、また、外周側ヒートパイプ１２ｂについては実施例２と同様であるため、以下では中間領域ヒートパイプ１２ｃについてのみ述べる。仮に、転がり軸受２２からの熱の一部が加圧ロール軸２０を介して、加圧ロール２の両端側より伝導された場合、当該熱は、中間領域ヒートパイプ１２ｃへ伝わる。中間領域ヒートパイプ１２ｃ内の作動液（図示せず）は、その熱を吸収し蒸発する。その後、上述のとおり、中間領域ヒートパイプ１２ｃ内で気相状態となった作動液蒸気は、低温側である中間領域ヒートパイプ１２ｃの端部へ移動する。このように中間領域ヒートパイプ１２ｃ内を作動液蒸気が移動する際、熱は奪われ（冷却され）凝集し再び液相へ戻る（潜熱の放出）。液相状態に戻された作動液は、ヒートパイプ内壁に設けられたウィックに吸収され、再び、中間領域ヒートパイプ１２ｃの高温部側へと移動する。このように、中間領域ヒートパイプ１２ｃ内で、作動液が循環することにより、加圧ロール軸２０を介し転がり軸受２２より伝導された熱は、加圧ロール２の内部において移動しつつ分散され、加圧ロール２の内部における温度分布の均一化も図られる。その結果、加圧ロール２の熱変形が防止される。
【００６４】
以上のとおり、本実施例によれば、実施例３の効果に加え、更に、加圧ローラ２内における温度分布が均一化されることから、実施例３に比して、加圧ロール２の均温化が更に図られる。そして、加圧ロール軸受部の機械的摩擦により生ずる熱による加圧ロールの熱変形を、実施例３に比して、より効果的に抑制することができる。
【００６５】
なお、本実施例においても、加圧ロール軸２０に平行に設置される内周側ヒートパイプ１２ａ及び／又は外周側ヒートパイプ１２ｂを、略中央部付近で分割する構成としても良い。
【００６６】
以上、実施例１乃至実施例４では、ヒートパイプを加圧ロール２内に挿入し内蔵させる例を説明したが、これに替え、熱伝導率の高い銅あるいはアルミニウムの円柱を挿入するようにしても良い。
【００６７】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１・・・ロールプレス機
２・・・加圧ロール
３・・・厚み計
４・・・巻出機
５・・・巻取機
６・・・上流側搬送機構
７・・・下流側搬送機構
８・・・ガイドロール
９・・・ダンサーロール
１０・・・予熱ロール
１１・・・シート
１１ａ・・・塗工部
１１ｂ・・・基材
１２ａ・・・内周側ヒートパイプ
１２ｂ・・・外周側ヒートパイプ
１２ｃ・・・中間領域ヒートパイプ
１３,１３ａ，１３ｂ・・・ヒートパイプ収納孔
１４，１４ａ，１４ｂ・・・ボルト
１５・・・プラグ
１５ａ・・・プラグ挿入口
２０・・・加圧ロール軸
２１・・・ハウジング
２２・・・転がり軸受
２３・・・軸受箱
２４・・・加圧機構
２５・・・加圧ロール熱変形後の外周面
【要約】
【課題】  
加圧ロール軸受部からの発熱による加圧ロールの熱変形を抑制し、高精度な圧縮加工を可能とする加圧ロール及びそれを用いたロールプレス機を提供する。
【解決手段】
金属箔からなる基材１１ｂの片面又は両面に活物質が塗工された塗工部１１ａを有するシート１１を、圧縮加工するロールプレス機１に用いられ、転がり軸受２２に支持され回転する加圧ロール軸２０を有する加圧ロール２は、加圧ロール２内に、加圧ロール軸２０の軸方向に平行に設置される複数のヒートパイプ１２ａを備える。複数のヒートパイプ１２ａは、加圧ロール２の横断面において、所定の間隔にて相互に離間し、円環状に配置される。
【選択図】  図５【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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