CN111936244A - 电动升降装置和包括电动升降装置的辊压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的升降装置包括:滚珠丝杠;框架,其支承滚珠丝杠的轴承;电动马达,其支承于所述框架并具有旋转的输出轴;以及旋转力传递机构,其将所述输出轴的旋转力作为滚珠丝杠的丝杠的旋转力来传递。在滚珠丝杠的螺母固定有第1移动体,该第1移动体提供相对于包含轴线方向的平面以规定角度倾斜的第1滑动面。升降装置设有第2移动体,该第2移动体具有能够相对于第1滑动面相互滑动移动的第2滑动面,且配置为能够相对于所述框架沿相对于所述轴线方向垂直的方向直线移动,在螺母和第1移动体沿所述轴线方向直线移动时,该第2移动体通过第1滑动面与第2滑动面之间的滑动移动而沿所述垂直的方向直线移动。丝杠沿轴线方向贯穿第1移动体,一对轴承设于第1移动体的两侧。

Description

电动升降装置和包括电动升降装置的辊压装置
技术领域
本发明涉及电动升降装置和包括一对电动升降装置的辊压装置。
背景技术
以往公知有包括一对升降装置的辊压装置。例如,在专利文献1中,公开了包括一对升降装置的成形辊间隙调整机构。另外,在专利文献2中,公开了包括一对升降装置的轧制线调整装置。
图18是与专利文献1的图1相对应的图。在图18所示的成形辊间隙调整机构中,各升降装置利用具有楔面313的调整块312来使具有坡形面311的轴承壳体306上下移动。作为使调整块312的楔面313相对于轴承壳体306的坡形面311滑动移动的机构,设有进给丝杠机构315。
图19是与专利文献2的图3相对应的图。利用具有倾斜面407a的楔形构件402来实现相对于具有倾斜面408a的壳体408的上下移动。作为使楔形构件402的倾斜面407a相对于壳体408的倾斜面408a滑动移动的机构,设有液压缸404。
另一方面,作为辊压的对象,本申请发明人特别研究的是用于二次电池的涂布了电极材料后的金属箔。
更详细地进行说明,通过在作为集电体发挥功能的金属箔上涂布膏状的电极材料并进行烧制,从而形成一层电极层。通过重复该工序,从而依次形成多层电极层。例如,将意图实现作为负极的功能的铜箔作为基材,按照负极层、固体电解质层、正极层的顺序形成该三层。
金属箔通常从卷成卷状的状态被放出而被连续地供给,与此相对,电极层通常等间隔地(隔开间隙地)间断地涂布在该金属箔上。
如以上那样,在金属箔上烧制多个电极层而成的材料中,在被涂布和烧制的电极层之间残留有空间,另外,在各电极层的内部中也残留有空间。即,原材料的粒子彼此间的密合率较低。这意味着,对于承担电荷移动的离子而言,移动路径狭窄,导电率较低,作为电池的性能不充分。
相反地,能够认为,若能够去除或减少电极层间的空间和各电极层内的空间,则能够提高原材料的粒子彼此间的密合率,能够提高作为电池的性能。为了实现该效果,研究了对在金属箔上烧制多个电极层而成的材料实施压制成形。
此外,作为电极层中的特别是固体电解质层的材料,大多使用具有较高的锂离子传导率的硫化物系材料。硫化物系材料若与大气中的水分发生反应,则会产生危险的硫化氢。因此,对硫化物系材料进行加工的装置需要设置在被称作手套箱的与大气隔离的空间内。
关于这一点,对于专利文献1所公开的升降装置,由于用于使调整块112移动的进给丝杠115向调整块12的侧方延伸出来,因此,该升降装置难以收纳在手套箱内。同样地,对于专利文献2所公开的升降装置,由于用于使楔形构件202移动的液压缸204向楔形构件202的侧方延伸出来,因此,该升降装置难以收纳在手套箱内。
而且,在手套箱的内部,为了尽可能地防止污染,例如期望避免采用液压装置(可能产生油分的泄漏)。从该观点出发,也难以采用专利文献2所公开的升降装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1是日本特开平5-169117。
专利文献2是日本特开平7-265919。
发明内容
发明要解决的问题
本申请发明人发现,通过高精度且均匀地维持压制成形后的板厚精度,能够有效地除去或减少电极层间的空间和各电极层内的空间。
压制成形后的板厚精度较高还具有如下效果,即,抑制板厚的偏差在之后的组装工序中带来不期望的间隙而使电池性能降低这样的问题。
因而,本申请发明人为了开发能够高精度且均匀地维持压制成形后的板厚精度那样的辊压装置,反复进行了潜心的研究。
然后,本申请发明人发现,通过采用利用电动马达的旋转力的电动升降装置,能够高精度地控制升降装置的动作。
本发明是基于以上的见解而做出的。本发明的目的在于,提供能够高精度地进行控制的升降装置和包括那样的升降装置的辊压装置。
并且,本发明的目的在于,提供能够收纳在手套箱内这样的不包含液压装置的小型的升降装置和包括那样的升降装置的辊压装置。
用于解决问题的方案
本发明提供一种电动升降装置,其特征在于,该电动升降装置具备:滚珠丝杠,其包括具有轴线的丝杠、将该丝杠支承为能够绕所述轴线旋转的一对轴承、以及隔着多个滚动体相对于该丝杠螺纹结合并通过所述丝杠的旋转而沿所述轴线方向直线移动的螺母;框架,其支承所述轴承;电动马达,其支承于所述框架,并具有旋转的输出轴;旋转力传递机构,其将所述输出轴的旋转力作为所述丝杠的旋转力来传递;第1移动体,其固定于所述螺母,并提供相对于包含所述轴线方向的平面以规定角度倾斜的第1滑动面;第2移动体,其配置为能够相对于所述框架沿相对于所述轴线方向垂直的方向直线移动,并具有能够相对于所述第1滑动面相互滑动移动的第2滑动面,在所述螺母和所述第1移动体沿所述轴线方向直线移动时,该第2移动体通过所述第1滑动面与所述第2滑动面之间的滑动移动而沿所述垂直的方向直线移动,所述丝杠沿所述轴线方向贯穿所述第1移动体,所述一对轴承设于所述第1移动体的两侧。
采用本发明,将电动马达的输出轴的旋转力用作滚珠丝杠的丝杠的旋转力,在该滚珠丝杠的螺母固定的第1移动体沿轴线方向直线移动时,第2移动体沿相对于轴线方向垂直的方向直线移动,由此能够利用电动马达来高精度地(例如以1μm为单位)控制该第2移动体的移动。因而,通过将这样的电动升降装置用于辊压装置,能够可靠地实现高精度且均匀地维持压制成形后的板厚精度这样的控制。
并且,采用本发明,丝杠沿轴线方向贯穿第1移动体,一对轴承设于第1移动体的两侧,因此,装置整体紧凑。并且,由于采用了电动马达,而不必再采用液压装置,因此不用担心周围被油分污染。因而,本发明的电动升降装置和采用该升降装置的辊压装置适合设于手套箱内。
在本发明中,优选的是,相互滑动移动的成对的所述第1滑动面和所述第2滑动面在与所述轴线方向和所述第2移动体的直线移动方向这两个方向都垂直的方向上,以隔着所述丝杠且与所述丝杠分开规定距离的方式设有两对。
在该情况下,在作用于第2移动体的辊压时的反作用力等经由成对的第1滑动面和第2滑动面向第1移动体传递之际,能够降低滚珠丝杠直接受到的负荷。由此,能够显著降低在滚珠丝杠产生不良的可能性。
另外,在本发明中,优选的是,所述电动马达的所述输出轴和所述丝杠的所述轴线相互平行,所述旋转力传递机构具有带,该带以在相对于所述输出轴和所述丝杠的所述轴线垂直的面内延伸的环绕轨道上环绕的方式挂设于所述输出轴和所述丝杠。在该情况下,能够利用带的缓冲作用来缓和经由丝杠向电动马达传递的冲击。
在该情况下,由于能够使旋转力传递机构紧凑地构成,因此,装置整体更进一步紧凑。因而,这样的电动升降装置和采用该升降装置的辊压装置更加适合设于手套箱内。
另外,在该情况下,优选的是,在沿所述第2移动体的直线移动方向观察时(在一个例子中为俯视时),所述电动马达的所述输出轴和所述丝杠的所述轴线成为局部相互重叠的位置关系。
据此,在沿第2移动体的直线移动方向观察时,装置整体更进一步紧凑。因而,这样的电动升降装置和采用该升降装置的辊压装置更加适合设于手套箱内。
另外,该情况下,优选的是,所述丝杠具有贯穿所述一对轴承中的一个轴承并向外侧突出的突出部,所述带挂设于所述丝杠的所述突出部。
据此,装置整体更进一步紧凑。因而,这样的电动升降装置和采用该升降装置的辊压装置更加适合设于手套箱内。
另外,优选的是,在所述框架设有与所述轴线方向平行地延伸的第1滑动引导件,在所述第1移动体设有能够相对于所述第1滑动引导件相互滑动移动的第1滑动部。
据此,能够更顺畅地实施第1移动体的在轴线方向上的移动。
在该情况下,进一步优选的是,相互滑动移动的成对的所述第1滑动引导件和所述第1滑动部在与所述轴线方向和所述第2移动体的直线移动方向这两个方向都垂直的方向上,以隔着所述丝杠且与所述丝杠分开规定距离的方式设有两对。
采用这样的形态,在作用于第2移动体的辊压时的反作用力等经由成对的第1滑动面和第2滑动面向第1移动体传递之际,也能够降低滚珠丝杠直接受到的负荷。由此,能够显著降低在滚珠丝杠产生不良的可能性。
另外,优选的是,在所述框架设有与所述轴线方向垂直地延伸的第2滑动引导件,在所述第2移动体设有能够相对于所述第2滑动引导件相互滑动移动的第2滑动部。
据此,能够更顺畅地实施第2移动体的在与轴线方向垂直的方向上的移动。
另外,优选的是,所述规定角度在5.7°~11.3°的范围内。5.7°是求解tanθ=1/10得到的值,11.3°是求解tanθ=1/5得到的值。由此,能够实现5倍~10倍的倍力比。
对于移动速度,优选的是,第2移动体的移动速度以例如10mm/sec来实现。该速度在倍力比为5倍的情况下与50mm/sec的第1移动体的移动速度对应,在倍力比为10倍的情况下与100mm/sec的第1移动体的移动速度对应。
另外,本发明提供一种辊压装置,其特征在于,该辊压装置包括:一对包含上述任一技术方案的特征的电动升降装置;一侧辊支承部,其被一对所述电动升降装置的一对第2移动体支承;一侧辊,其被所述一侧辊支承部支承为能够旋转;另一侧辊,其与所述一侧辊相对配置;另一侧辊支承部,其将所述另一侧辊支承为能够旋转;以及辊框架,其将所述另一侧辊支承部相对于基座固定。
采用本发明,将电动马达的输出轴的旋转力用作滚珠丝杠的丝杠的旋转力,在该滚珠丝杠的螺母固定的第1移动体沿轴线方向直线移动时,第2移动体沿相对于轴线方向垂直的方向直线移动,由此能够利用电动马达来高精度地控制该第2移动体的移动。因而,采用本发明的辊压装置,能够高精度且均匀地维持压制成形后的板厚精度。
在本发明中,优选的是,在所述辊框架设有与所述轴线方向垂直地延伸的第3滑动引导件,在所述一侧辊支承部设有能够相对于所述第3滑动引导件相互滑动移动的第3滑动部。
据此,能够更顺畅地实施一侧辊支承部的在与轴线方向垂直的方向上的移动。
另外,优选的是,该辊压装置还包括:1个或多个位移量传感器,其对所述另一侧辊和/或所述一侧辊的规定位置的局部的位移量进行测量;以及位移量传感器框架,其与所述辊框架不同,将所述1个或多个位移量传感器相对于基座固定。
据此,能够根据位移量传感器的测量结果来实施考虑到另一侧辊和/或一侧辊的位移的控制。并且,由于位移量传感器框架与辊框架不同,因此位移量传感器的位置不会被压制成形过程中的各种要素(一侧辊、另一侧辊、一侧辊支承部、另一侧辊支承部)的挠曲所影响,因此能够高精度地实施位移量传感器的测量。
另外,优选的是,在所述一侧辊支承部与所述第2移动体之间设有测力传感器。
据此,能够根据测力传感器的测量结果来监视另一侧辊和/或一侧辊的负荷异常的产生。或者,也能够利用测力传感器的测量结果来实施基于目标负荷值的负荷控制。
另外,优选的是,所述辊框架还将所述电动升降装置的所述框架相对于所述基座固定。
据此,能够成为电动升降装置的一部分进入辊框架的内部那样的布局,能够使装置整体更加紧凑。
另外,在本发明的电动升降装置中,所述电动马达的所述输出轴和所述丝杠的所述轴线成为排列在一条直线上的位置关系这样的形态也是优选的一形态。
在该情况下,能够将电动马达的输出轴和丝杠借助例如联轴器简单地结合,因此,维护性变得良好。
另外,在该情况下,优选的是,在所述框架设有与所述轴线方向平行地延伸的第1滑动引导件,在所述第1移动体设有能够相对于所述第1滑动引导件相互滑动移动的第1滑动部,在所述框架设有与所述轴线方向垂直地延伸的第2滑动引导件,在所述第2移动体设有能够相对于所述第2滑动引导件相互滑动移动的第2滑动部,相互滑动移动的成对的所述第1滑动引导件和所述第1滑动部在俯视时偏离所述丝杠的所述轴线的位置处与所述丝杠的所述轴线平行地延伸,相互滑动移动的成对的所述第2滑动引导件和所述第2滑动部也在俯视时偏离所述丝杠的所述轴线的位置处与所述丝杠的所述轴线平行地延伸。
据此,相互滑动移动的成对的所述第1滑动引导件和所述第1滑动部能够配置在偏离电动马达的位置,因此能够实现更紧凑的装置布局。同样地,相互滑动移动的成对的所述第2滑动引导件和所述第2滑动部也能够配置在偏离电动马达的位置,因此能够实现更紧凑的装置布局。
并且,在该情况下,优选的是,相互滑动移动的成对的所述第1滑动引导件和所述第1滑动部与相互滑动移动的成对的所述第2滑动引导件和所述第2滑动部以俯视时大致重叠那样的位置关系配置。
据此,能够实现更紧凑的装置布局。
另外,本发明提供一种辊压装置,其特征在于,该辊压装置包括:一对包含所述特征的电动升降装置;一侧辊支承部,其被一对所述电动升降装置的一对第2移动体支承;一侧辊,其被所述一侧辊支承部支承为能够旋转;另一侧辊,其与所述一侧辊相对配置;另一侧辊支承部,其将所述另一侧辊支承为能够旋转;以及辊框架,其将所述另一侧辊支承部相对于基座固定,一对所述电动升降装置的一对第2移动体能够相对于分别固定于共同的框架壁的左右两面的一对第2滑动引导件分别相互滑动移动。
据此,通过利用共同的框架壁来支承一对第2滑动引导件,能够实现更紧凑的装置布局。
发明的效果
采用本发明的一形态,将电动马达的输出轴的旋转力用作滚珠丝杠的丝杠的旋转力,在该滚珠丝杠的螺母固定的第1移动体沿轴线方向直线移动时,第2移动体沿相对于轴线方向垂直的方向直线移动,由此能够利用电动马达来高精度地控制该第2移动体的移动。因而,通过将这样的电动升降装置用于辊压装置,能够可靠地实现高精度且均匀地维持压制成形后的板厚精度这样的控制。
并且,采用本发明的一形态,丝杠沿轴线方向贯穿第1移动体,一对轴承设于第1移动体的两侧,因此,装置整体紧凑。并且,由于采用了电动马达,而不必再采用液压装置,因此不用担心周围被油分污染。因而,本发明的电动升降装置和采用该升降装置的辊压装置适合设于手套箱内。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的辊压装置的概略主视图。
图2是图1的辊压装置的II-II剖视图。
图3是图1的辊压装置的III-III剖视图。
图4是图1的辊压装置的IV-IV剖视图。
图5是表示工件的一个例子的剖视图。
图6是本实施方式的辊压装置的位移量传感器的说明图。
图7是本发明的第2实施方式的辊压装置的概略图。
图8是本发明的第2实施方式的变形例的辊压装置的概略图。
图9是表示基于由测力传感器检测出的负荷值的变化的辊压装置的控制例的概略流程图。
图10是本发明的第3实施方式的辊压装置的概略图。
图11是本发明的第3实施方式的辊压装置的概略侧视图。
图12是图11的XII-XII剖视图。
图13是包括电动升降装置的第1变形例的辊压装置的概略主视图。
图14是包括电动升降装置的第2变形例的辊压装置的概略主视图。
图15是图14的辊压装置的侧视图。
图16是图14的辊压装置的XVI-XVI剖视图。
图17是电动升降装置的第3变形例的概略侧视图。
图18是以往的成形辊间隙调整机构的概略图(与专利文献1的图1对应)
图19是以往的轧制线调整装置的概略图(与专利文献2的图3对应)
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是本发明的第1实施方式的辊压装置20的概略主视图,图2是图1的辊压装置20的II-II剖视图,图3是图1的辊压装置的III-III剖视图,图4是图1的辊压装置的IV-IV剖视图。如图1和图2所示,本实施方式的辊压装置20包括一对电动升降装置10。首先,一边参照图1,一边说明电动升降装置10。
[电动升降装置10的结构]
本实施方式的电动升降装置10具备滚珠丝杠11。滚珠丝杠11包括:丝杠11a,其具有轴线x;一对轴承11b、11c,该一对轴承11b、11c设于丝杠11a的两端部,将丝杠11a支承为能够绕轴线x旋转;以及螺母11d,其隔着多个滚动体(未图示)相对于丝杠11a螺纹结合,并通过丝杠11a的旋转而沿轴线x方向直线移动。
丝杠11a的轴线x与后述的下辊23(一侧辊)的轴线和上辊24(另一侧辊)的轴线平行,辊侧(内侧)的轴承11b内置(支承)于内侧框架壁12b,相反侧(外侧)的轴承11c内置(支承)于中央框架壁12c。内侧框架壁12b和中央框架壁12c竖立设置于板状的框架底板12a的上表面。另外,以与内侧框架壁12b相对的方式设有外侧框架壁12d,外侧框架壁12d也竖立设置于框架底板12a的上表面。在内侧框架壁12b的上表面和外侧框架壁12d的上表面,架设有框架顶板12g,该框架顶板12g设有测力传感器贯通用的开口12h。
框架底板12a的下表面的大致中央由后述的辊框架26的下部26a支承(参照图2)。另外,框架底板12a的下表面的靠外侧的部分固定于从基座40竖立设置的棱柱12e。由此,框架底板12a固定于基座40。另外,在框架底板12a的下表面与内侧框架壁12b的正下方相对应的部分固定有截面L字状的电动马达安装板12f。
框架底板12a、内侧框架壁12b、中央框架壁12c、外侧框架壁12d、棱柱12e、电动马达安装板12f和框架顶板12g构成了框架12。框架12的这些要素可以一体地形成,也可以在分体地形成后相互固定。
作为一个例子,在电动升降装置10的升降力(加压力)为300kN规格(左右一对的情况下为600kN)且辊径为φ450mm的情况下,框架底板12a的尺寸和框架顶板12g的尺寸在俯视时为50cm(图1中可见的长度)×40cm(图2中可见的长度),厚度为6cm左右。棱柱12e的尺寸在俯视时为10cm×40cm,是与框架26的下部26a相同的高度。内侧框架壁12b和外侧框架壁12d的壁厚为6cm左右,高度为30cm左右。中央框架壁12c的壁厚为5cm左右,高度为15cm左右。
如图1所示,具有旋转的输出轴13s的电动马达13(优选为伺服马达)固定于电动马达安装板12f。电动马达13的输出轴13s相对于滚珠丝杠11的丝杠11a的轴线x成为平行且俯视时相互重叠的位置关系。由此,电动升降装置10实现了有意的小型化。
不过,在申请本发明时,并不限定于电动马达13的输出轴13s和滚珠丝杠11的丝杠11a的轴线x在俯视时完全重叠的形态,电动马达13的输出轴13s和滚珠丝杠11的丝杠11a的轴线x在俯视时局部地重叠的形态也包含在本发明中。根据该重叠的程度,小型化的程度相应地变动。
再次返回图1,电动马达13的输出轴13s贯穿电动马达安装板12f的垂下部而向框架12的内侧突出,并固定于马达侧带轮13p。另一方面,滚珠丝杠11的丝杠11a也在突出到辊侧(内侧)的轴承11b的外侧的突出部处固定于丝杠侧带轮11p。并且,带14挂设于马达侧带轮13p和丝杠侧带轮11p。
作为一个例子,马达侧带轮13p的直径和丝杠侧带轮11p的直径均为8cm~12cm左右。另外,马达侧带轮13p的宽度(厚度)和丝杠侧带轮11p的宽度(厚度)均为4cm左右,带14的宽度比这稍小,为3.5cm左右。另外,带14的长度取决于丝杠11a的轴线x与电动马达13的输出轴13s之间的距离,例如为70cm~80cm左右。根据情况,有时相对于马达侧带轮13p的齿数增加丝杠侧带轮11p的齿数而构成减速机构。
以上那样的马达侧带轮13p、丝杠侧带轮11p和带14作为将输出轴13s的旋转力作为丝杠11a的旋转力来传递的旋转力传递机构而发挥功能。具体而言,能够由齿形带轮和齿形带或者同步带轮和同步带等组合来构成。另外,由图1可知,带14在沿相对于输出轴13s和丝杠11a的轴线x垂直的面内延伸的环绕轨道上环绕。
并且,在滚珠丝杠11的螺母11d固定有与该螺母11d一体地移动的第1移动体15。第1移动体15具有第1滑动面15t,该第1滑动面15t相对于包含丝杠11a的轴线x方向的平面以规定角度倾斜。
在本实施方式中,如图2所示,第1滑动面15t在与轴线x方向和铅垂方向这两个方向都垂直的水平方向上,以隔着丝杠11a且与丝杠11a分开规定距离的方式设有两处。两处第1滑动面15t分别在俯视时与丝杠11a的轴线x方向平行地延伸。
另外,在本实施方式中,由图1可知,丝杠11a沿轴线方向贯穿第1移动体15。并且,一对轴承11b、11c设于第1移动体15的两侧。
另一方面,在框架底板12a的上表面设有与轴线x方向平行地延伸的第1滑动引导件16,在第1移动体15设有能够相对于第1滑动引导件16相互滑动移动的第1滑动部15s。
在本实施方式中,如图2和图4所示,成对的第1滑动引导件16和第1滑动部15s在与轴线x方向和铅垂方向这两个方向都垂直的水平方向上,以隔着丝杠11a且与丝杠11a分开规定距离的方式设有两对。第1滑动引导件16和第1滑动部15s之间的滑动面在俯视时与丝杠11a的轴线x方向平行地延伸。
另外,本实施方式的电动升降装置10具有第2移动体18,该第2移动体18能够相对于框架12沿相对于轴线x方向垂直的方向直线移动。第2移动体18具有能够相对于两处第1滑动面15t相互滑动移动的第2滑动面18t。由此,在螺母11d和第1移动体15沿轴线x方向直线移动时,第2移动体18通过两处第1滑动面15t与第2滑动面18t之间的滑动移动而沿所述垂直的方向直线移动。此外,在本实施方式中,如图2所示,可以说,成对的第1滑动面15t和第2滑动面18t在与轴线x方向和铅垂方向这两个方向都垂直的水平方向上,以隔着丝杠11a且与丝杠11a分开规定距离的方式设有两对。
优选的是,成对的第1滑动面15t和第2滑动面18t相对于丝杠11a对称地配置。在该情况下,能够将第1移动体15的直线移动(水平移动)平衡地转换为第2移动体18的直线移动(升降移动),另外,第2移动体18受到的负荷(反作用力)也能够经由第1移动体15等平衡地由基座40支承。
作为具体的结构例,成对的第1滑动面15t和第2滑动面18t能够通过通常的线性引导件来提供。即,参照图2,第1滑动面15t作为线性引导件的被称作“滑块(日文:ブロック)”的截面凹状的构件的凹面来提供,第2滑动面18t能够作为线性引导件的被称作“轨道”的截面矩形形状的构件的下表面来提供。它们能够通过以下方式配置:例如将市售的两个线性引导件拆开,将两个“滑块”固定于第1滑动体15的主体构件的上表面,将两个“轨道”固定于第2滑动体18的主体构件的下表面。
在外侧框架壁12d的内表面设有沿所述垂直的方向(与轴线x方向垂直的方向)延伸的第2滑动引导件19,在第2移动体18设有能够相对于第2滑动引导件19相互滑动移动的第2滑动部18s。
在本实施方式中,如图3和图4所示,成对的第2滑动引导件19和第2滑动部18s也在与轴线x方向和铅垂方向这两个方向都垂直的水平方向上,以隔着丝杠11a且与丝杠11a分开规定距离的方式设有两对。
另外,在本实施方式中,在第2移动体18的上表面设有测力传感器21,该测力传感器21以贯穿框架顶板12g的开口12h的状态沿上下方向移动。
另外,在测力传感器21的内外与测力传感器21相邻的位置,且在第2移动体18的上表面与框架顶板12g的下表面之间,插入有始终为压缩状态(相当于10kN左右的负荷)的螺旋弹簧28(参照图3)。
在此,所述规定角度从5.7°~11.3°的范围中选择。5.7°是求解tanθ=1/10得到的值,11.3°是求解tanθ=1/5得到的值。由此,能够实现5倍~10倍的倍力比。
通过本申请发明人的实际的验证实验确认了,本实施方式的电动升降装置10在这些角度范围内有效地做动作。
第2移动体18的移动行程在后述的用途(将在金属箔上烧制多个电极层而成的材料作为工件W的用途)中为1mm左右足矣。
第2移动体18的移动速度例如是10mm/sec。该速度在倍力比为5倍的情况下与50mm/sec的第1移动体15(即螺母11d)的移动速度对应,在倍力比为10倍的情况下与100mm/sec的第1移动体15(即螺母11d)的移动速度对应。这样的螺母11d的移动速度能够通过市售的通常的电动马达13和滚珠丝杠11来实现。特别是,在电动马达13为伺服马达的情况下,能够实现更高精度且更高响应性的控制。
[电动升降装置10的作用]
接下来,说明本实施方式的电动升降装置10的作用。
通过按期望驱动电动马达13(例如能够被后述的控制装置35控制),从而电动马达13的输出轴13s旋转。接着,马达侧带轮13p、丝杠侧带轮11p和带14作为旋转力传递机构发挥功能,输出轴13s的旋转力作为丝杠11a的旋转力来传递。然后,丝杠11a的旋转通过滚珠丝杠11的旋转运动/直线运动转换功能而被转换为螺母11d的沿轴线x方向的直线移动。
由此,固定于螺母11d的第1移动体15沿轴线x方向直线移动。此时,通过第1滑动引导件16与第1滑动部15s的相互作用(促进顺畅的滑动移动的作用),能更顺畅地实施第1移动体15的在轴线方向上的移动。
并且,在螺母11d和第1移动体15沿轴线x方向直线移动时,通过第1滑动面15t与第2滑动面18t之间的滑动移动,从而第2移动体18沿与轴线x方向垂直的方向直线移动。此时,通过第2滑动引导件19与第2滑动部18s的相互作用(促进顺畅的滑动移动的作用),能更顺畅地实施第2移动体18的移动。
在此,若成对的第1滑动面15t和第2滑动面18t相对于一对丝杠11a对称地配置,则能够将第1移动体15的直线移动(水平移动)平衡地转换为第2移动体18的直线移动(升降移动),另外,第2移动体18受到的负荷(反作用力)也能够经由第1移动体15等平衡地由基座40支承。
即,通过按期望驱动电动马达13,能够按期望高精度地控制第2移动体18的移动。特别是,在电动马达13为伺服马达的情况下,能够实现更高精度且更高响应性的控制。
特别是,压缩状态的螺旋弹簧28将滚珠丝杠11始终向轴承11b侧按压,因此,能够排除在滚珠丝杠11上可能产生的反冲的影响,能够实现更高精度的升降控制。
并且,能够通过带14的缓冲作用来缓和经由丝杠11a向电动马达13传递的冲击。
[电动升降装置10的效果]
如上所述,采用本实施方式的电动升降装置10,将电动马达13的输出轴13s的旋转力用作滚珠丝杠11的丝杠11a的旋转力,在固定于该滚珠丝杠11的螺母11d的第1移动体15沿轴线x方向直线移动时,第2移动体18在相对于轴线x方向垂直的方向上直线移动,由此能够利用电动马达13来高精度地控制该第2移动体18的移动。
另外,采用本实施方式的电动升降装置10,丝杠11a沿轴线方向贯穿第1移动体15,一对轴承11b、11c设于第1移动体15的两侧,因此,装置整体紧凑。另外,采用本实施方式的电动升降装置10,在沿第2移动体18的直线移动方向观察时,电动马达13和丝杠11a成为在轴线x方向上完全重叠的位置关系,从而装置整体也紧凑。并且,由于未采用液压装置,即不用担心周围被油分污染,因此,本实施方式的电动升降装置10适合设于手套箱内。
另外,采用本实施方式的电动升降装置10,将输出轴13s的旋转力作为丝杠11a的旋转力来传递的旋转力传递机构具有带14,该带14以在相对于输出轴13s和丝杠11a的轴线x垂直的面内延伸的环绕轨道上环绕的方式挂设于输出轴13s的马达侧带轮13p和丝杠11a的丝杠侧带轮11p。通过采用这样的结构,从而旋转力传递机构紧凑,装置整体更加紧凑。因而,本实施方式的电动升降装置10更加适合设于手套箱内。
另外,采用本实施方式的电动升降装置10,丝杠11a的轴承11b、11c相对于丝杠11a的两端部设有一对,带14挂设于丝杠11a的突出到一侧的轴承11b的外侧的突出部。通过采用这样的结构,从而装置整体更加紧凑,本实施方式的电动升降装置10更加适合设于手套箱内。
另外,采用本实施方式的电动升降装置10,在框架12设有与轴线x方向平行地延伸的第1滑动引导件16,在第1移动体15设有能够相对于第1滑动引导件16相互滑动移动的第1滑动部15s,由此,通过两者的相互作用(促进顺畅的滑动移动的作用),能更顺畅地实施第1移动体15的在轴线方向上的移动。
另外,采用本实施方式的电动升降装置10,成对的第1滑动面15t和第2滑动面18t在与轴线x方向和铅垂方向这两个方向都垂直的水平方向上,以隔着丝杠11a且与丝杠11a分开规定距离的方式设有两对。由此,在作用于第2移动体18的辊压时的反作用力等经由成对的第1滑动面15t和第2滑动面18t向第1移动体15传递之际,能够降低滚珠丝杠11直接受到的负荷。由此,能够显著降低在滚珠丝杠11产生不良的可能性。
并且,采用本实施方式的电动升降装置10,成对的第1滑动引导件16和第1滑动部15s也在与轴线x方向和铅垂方向这两个方向都垂直的水平方向上,以隔着丝杠11a且与丝杠11a分开规定距离的方式设有两对。由此,在作用于第2移动体18的辊压时的反作用力等经由成对的第1滑动面15t和第2滑动面18t向第1移动体15传递之际,也能够降低滚珠丝杠11直接受到的负荷。由此,能够显著降低在滚珠丝杠11产生不良的可能性。
另外,采用本实施方式的电动升降装置10,在框架12设有与轴线x方向垂直地延伸的第2滑动引导件19,在第2移动体18设有能够相对于第2滑动引导件19相互滑动移动的第2滑动部18s,由此,通过两者的相互作用(促进顺畅的滑动移动的作用),能更顺畅地实施第2移动体18的在与轴线方向垂直的方向上的移动。
[辊压装置20的结构]
参照图1和图2来说明本实施方式的辊压装置20的结构。
本实施方式的辊压装置20包括一对上述的电动升降装置10。由一对电动升降装置10的一对第2移动体18支承一对下辊支承体22中的各下辊支承体22(一侧辊支承部)。一对下辊支承体22中的各下辊支承体22借助测力传感器21载置在对应的第2移动体18上。一对下辊支承体22具有轴承,且将下辊23支承为能够旋转。
以与下辊23相对的方式配置有上辊24。利用在下辊23与上辊24之间形成的间隙来实施工件W的压制成形(压实)。
上辊24被一对上辊支承体25(另一侧辊支承部)支承为能够旋转。一对上辊支承体25中的各上辊支承体25例如借助未图示的螺栓等从外侧固定于在基座40设置的一对辊框架26中的各辊框架26。
另外,如图2所示,在各辊框架26的相对的内表面,设有与轴线x方向垂直地延伸且相对的第3滑动引导件27,在一对下辊支承体22中的各下辊支承体22,设有能够相对于相对的第3滑动引导件27中的各第3滑动引导件27相互滑动移动的第3滑动部22s。另外,辊框架26的下部26a将电动升降装置10的框架底板12a相对于基座40固定。由此,成为电动升降装置10的一部分进入辊框架26的内部那样的布局,装置整体变得紧凑。
通过以上那样的结构,一对电动升降装置10作为使用电动马达13使下辊支承体22和上辊支承体25相对移动而控制下辊23与上辊24之间的间隙的移动装置发挥功能。
另外,返回图1,设有4个位移量传感器30(图1中仅图示3个),该4个位移量传感器30对下辊23和上辊24的规定位置处的局部的位移量进行测量,例如对距左右端各30mm的位置处的局部的位移量进行测量。该位移量传感器30借助与辊框架26不同的位移量传感器框架31相对于基座40固定。另外,位移量传感器30与用于控制电动马达13的控制装置35连接。本实施方式的位移量传感器30具体而言是非接触式的测距仪。
作为一个例子,下辊23和上辊24的直径均为30cm~50cm左右,轴线方向长度(宽度)均为15cm~50cm左右。作为辊压装置20整体,为被控制在高度180cm×宽度150cm(×进深90cm)内的尺寸。
[辊压装置20的基本动作]
接下来,说明本实施方式的辊压装置20的基本动作。
作为基本动作,通过按期望驱动一对电动升降装置10各自的电动马达13,从而按期望高精度地控制第2移动体18的位置,按期望高精度地控制一对下辊支承体22中的各下辊支承体22的位置。
由此,能够按期望高精度地控制在下辊23与上辊24之间形成的间隙的尺寸,进而能够高精度且均匀地维持压制成形后的工件W的板厚精度。
[工件W的具体例]
在此,作为工件W,设想在金属箔上烧制多个电极层(包含固体电解质层的广义的概念)而成的材料。具体而言,例如如图5所示,是将意图实现作为负极的功能的铜箔81作为基材且从下方起依次形成负极层82、固体电解质层83、正极层84这三层而成的材料。或者,也可以是将意图实现作为正极的功能的铝箔作为基材且从下方起依次形成正极层、固体电解质层、负极层这三层而成的材料。多个电极层间断地涂布在连续的金属箔上并进行烧制,形成各个工件W(参照图5和图7)。
该材料的厚度在例如压制成形(压实)前为0.38mm,通过对该材料进行压制成形(压实),从而该材料的厚度成为0.34mm,由此实现了去除或减少电极层间的空间和各电极层内的空间。在该情况下,考虑到材料的回弹,在压制成形(压实)时在下辊23与上辊24之间形成的间隙的尺寸优选设定为0.25mm~0.3mm。
根据本申请发明人的验证结果,在以对在金属箔上烧制多个电极层而成的材料进行压制成形(压实)而去除或减少电极层间的空间和各电极层内的空间为目的情况下,将在压制成形(压实)时在下辊23与上辊24之间形成的间隙(本说明书中也称作“压实用间隙”)设定为工件W的压实前的厚度的70%~90%的范围内的一定值的做法是有效的。
另外,根据本申请发明人的进一步的验证结果,在以对在金属箔上烧制多个电极层而成的材料进行压制成形(压实)而去除或减少电极层间的空间和各电极层内的空间为目的情况下,以下做法也是有效的:使工件W的进给速度为1mm/秒~100mm/秒,所述压实用间隙在工件W的压实前的厚度的70%~110%的范围内以1Hz~10Hz(1秒钟为1次~10次)的频率进行间歇加压而产生冲击负荷。在该情况下,能够减少相对于压缩率的电力消耗,能够获得节能效果。
举出具体的一个例子,所述材料的厚度在压制成形(压实)前为0.38mm,通过对该材料进行压制成形(压实),从而该材料的厚度成为0.34mm,由此实现了去除或减少电极层间的空间和各电极层内的空间,在该情况下,在压制成形(压实)时在下辊23与上辊24之间形成的间隙的尺寸处于0.27mm~0.42mm的范围内,以1Hz~10Hz(1秒钟为1次~10次)进行变动的做法是有效的(工件W的进给速度为1mm/秒~100mm/秒的情况下)。
所述间隙的尺寸相对于时间经过的变化的详细形状可以是矩形脉冲状,也可以是锯齿形波形状,还可以是正弦波形状。
根据本申请发明人的验证结果,确认了在采用所述那样的变动值作为压实用间隙的情况下(进行间歇加压的情况下),与采用一定值的情况相比,能够使相对于该材料通过压制成形(压实)而压缩的压缩率而言的耗电量减少10%左右。
[辊压装置20的位移补偿]
压制成形(压实)时,在来自工件W的反作用力的作用下,上辊24(还带动对该上辊24支承的上辊支承体25)欲朝上退避,下辊23(还带动对该下辊23支承的下辊支承体22)欲朝下退避。该情形在图6中用单点划线图示。
为了能够应对(补偿)这样的退避(位移)的产生,如图1和图6所示,本实施方式的辊压装置20设有4个位移量传感器30。即,控制装置35根据4个位移量传感器30中的各位移量传感器30的测量结果来实施考虑到上辊24和下辊23的位移的控制。具体而言,例如,能够实施与上辊24和下辊23的位移量相对应的进一步的“压入控制”。
在本实施方式的辊压装置20中,由于支承位移量传感器30的位移量传感器框架31与辊框架26不同,因此,位移量传感器30的搭载位置不会被压制成形(压实)过程中的各种要素(下辊23、上辊24、下辊支承体22、上辊支承体25)的挠曲所影响。因此,能够高精度地实施位移量传感器30的测量和基于其测量结果的反馈控制。
[辊压装置20的负荷监视/负荷控制]
本实施方式的辊压装置20在电动升降装置10的第2移动体18上,借助测力传感器21载置有下辊支承体22。通过监视该测力传感器21的值,能够监视例如下辊23和/或上辊24的负荷异常的产生。
并且,也能够是,通过将测力传感器21连接于控制装置35,从而实施利用测力传感器21的测量结果进行的负荷控制。例如,能够预先设定目标负荷值或目标负荷范围,能够实施基于该目标负荷值或目标负荷范围的反馈控制。
[辊压装置50的结构]
接下来,图7是本发明的第2实施方式的辊压装置50的概略图。本实施方式的辊压装置50是相对于第1实施方式的辊压装置20附加后述的构成要素而得到的。在图7中,除了下辊23和上辊24之外,省略了第1实施方式的辊压装置20的构成要素的图示。另外,在本实施方式中,下辊23和上辊24分别由伺服马达驱动而旋转。
如图7所示,本实施方式中附加的构成要素是:作为工件供给装置的进给辊51,其以使工件W从下辊23与上辊24之间的间隙中通过的方式来供给工件W;以及位置传感器52,其对被该进给辊51向所述间隙内供给的工件W的前端位置进行检测。位置传感器52与控制装置35连接。进给辊51也由伺服马达驱动而旋转。
具体而言,本实施方式的位置传感器52是设置在距所述间隙的最狭窄部(与下辊23的轴线位置和上辊24的轴线位置相对应)的距离为基本规定距离C的位置的非接触式的测距仪。例如,位置传感器52是激光式位置传感器,在工件W的前端F(参照图7)通过位置传感器52的被检测位置时,与该工件W的厚度的变化量对应地,位置传感器52的输出发生变化。通过检测该变化,能够检测出工件W的前端F到达了位置传感器52的被检测位置,即,能够检测出工件W的前端位置。或者,位置传感器52也可以是辨别工件W的颜色的传感器。通过辨别工件W的上表面的电极等的颜色,也能够检测出工件W的前端F到达了位置传感器52的被检测位置,即,能够检测出工件W的前端位置。
另一方面,若预先掌握基于进给辊51的工件W的供给速度,则从工件W的前端F到达了位置传感器52的被检测位置的时刻开始,经过了将基本规定距离C除以该供给速度而得到的时间之后,工件W的前端位置到达所述间隙的最狭窄部。工件W的供给速度可以从进给辊51的驱动系统的信息中取得,也可以预先在进给辊51设置编码器53并进行实测。
本申请发明人发现,在对在金属箔上烧制多个电极层而成的材料进行压制成形之际将该材料作为工件W向压实用的下辊与上辊之间的间隙投入时,存在在工件端部产生集中负荷的情况,在该情况下,会在该材料(的缘部)产生缺口、裂纹。
并且,本申请发明人还发现,在工件W的前端位置通过了所述间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离的时刻使所述间隙为压实用间隙、即在工件W的前端位置通过所述间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离之前将所述间隙维持为大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)的做法在防止材料(的缘部)产生缺口、裂纹的方面极为有效。第1规定距离也与材料的种类、厚度有关,优选在0.001mm~3.000mm的范围内选择,更优选在1mm~3mm的范围内选择。
基于这些见解,本实施方式的控制装置35根据位置传感器52的检测结果和预先取得的工件W的基于进给辊51的供给速度来控制电动升降装置10的电动马达13,由此,在工件W的前端位置通过了间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离的时刻使所述间隙为压实用间隙,并在工件W的前端位置通过间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离之前将所述间隙维持为大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)。
另外,本申请发明人发现,在对在金属箔上烧制多个电极层而成的材料进行压制成形之际该材料从压实用的下辊与上辊之间的间隙脱出时,也存在产生集中负荷的情况,在该情况下也会在该材料(的缘部)产生缺口、裂纹。
并且,本申请发明人还发现,在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离之前将所述间隙维持为压实用间隙,并在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离的时刻使所述间隙大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)的做法在防止材料(的缘部)产生缺口、裂纹的方面极为有效。第2规定距离也与材料的种类、厚度有关,优选在0.001mm~3.000mm的范围内选择,更优选在1mm~3mm的范围内选择。
在本实施方式中,在工件W的后端R(参照图7)通过位置传感器52的被检测位置时,也与该工件W的厚度的变化量对应地,位置传感器52的输出发生变化。通过检测该变化,还能够检测出工件W的后端位置到达了位置传感器52的被检测位置,即,还能够检测出工件W的后端位置。
基于这些见解,本实施方式的控制装置35根据位置传感器52的检测结果和预先取得的工件W的基于进给辊51的供给速度来控制电动升降装置10的电动马达13,由此,在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离之前将所述间隙维持为压实用间隙,并在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离的时刻使所述间隙大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)。
另外,在本实施方式中,下辊23和上辊24被伺服马达驱动而旋转,因此,能够与进给辊51高精度地同步,由此能够实现工件W的高精度的进给控制。并且,在对下辊23和上辊24附加加热处理的情况下,有时下辊23和上辊24会产生热变形(特别是直径变化),但也能够通过例如利用温度传感器的温度检测来实施适当的补偿控制。
[辊压装置50的作用]
采用本实施方式的辊压装置50,由位置传感器52检测出工件W的前端位置到达了位置传感器52的被检测位置。然后,根据基本规定距离C、第1规定距离和工件W的供给速度,由控制装置35控制电动升降装置10的电动马达13,在工件W的前端位置通过了间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离的时刻,该间隙被高精度地调整为压实用间隙。并且,在工件W的前端位置通过间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离之前,将该间隙维持为大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)。
由此,能够有效地防止将工件W投入所述间隙时的集中负荷的产生,能够有效地防止在工件W的前缘部产生缺口、裂纹。
另外,采用本实施方式的辊压装置50,由位置传感器52检测出工件W的后端位置到达了位置传感器52的被检测位置。然后,基于基本规定距离C、第2规定距离和工件W的供给速度,由控制装置35控制电动升降装置10的电动马达13,在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离之前将所述间隙维持为压实用间隙,并在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离的时刻,使所述间隙大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)。
由此,能够有效地防止工件W从所述间隙脱出时的集中负荷的产生,能够有效地防止在工件W的后缘部产生缺口、裂纹。
在使用本实施方式的辊压装置50的情况下,将压实用间隙设定为工件W的压实前的厚度的70%~90%的范围内的一定值的做法也是有效的。或者,以下做法是有效的:使工件W的进给速度为1mm/秒~100mm/秒,压实用间隙在工件W的压实前的厚度的70%~110%的范围内以1Hz~10Hz(1秒钟为1次~10次)的频率来进行常时周期动作。在后者的情况下,如上所述,能够使相对于该材料通过压制成形(压实)而压缩的压缩率而言的耗电量减少10%左右。
[辊压装置150的结构]
接下来,图8是作为本发明的第2实施方式的辊压装置50的变形例的辊压装置150的概略图。该辊压装置150也是相对于第1实施方式的辊压装置20附加后述的构成要素而得到的。在图8中,也是除了下辊23和上辊24之外,省略了第1实施方式的辊压装置20的构成要素的图示。另外,在该变形例中,下辊23和上辊24也是分别由伺服马达驱动而旋转。
如图8所示,该变形例中附加的构成要素是:作为工件供给装置的进给辊151,其以使工件W从下辊23与上辊24之间的间隙中通过的方式来供给工件W;以及位置传感器152,其对被该进给辊151向所述间隙内供给的工件W的前端位置进行检测。位置传感器152与控制装置35连接。进给辊151也由伺服马达驱动而旋转。
在图7的辊压装置50中,在沿工件的供给方向观察时,进给辊51配置于下辊23和上辊24这两者的上游侧,但在该变形例的辊压装置150中,进给辊151配置于下辊23和上辊24这两者的下游侧。
与图7的位置传感器52同样地,具体而言,该变形例的位置传感器152也是设置在距所述间隙的最狭窄部(与下辊23的轴线位置和上辊24的轴线位置相对应)的距离为基本规定距离C的位置的非接触式的测距仪。在工件W的前端F(参照图8)通过位置传感器152的被检测位置时,与该工件W的厚度的变化量对应地,位置传感器152的输出发生变化。通过检测该变化,能够检测出工件W的前端F到达了位置传感器152的被检测位置,即,能够检测出工件W的前端位置。
另一方面,若预先掌握工件W的基于进给辊151的供给速度,则从工件W的前端F到达了位置传感器152的被检测位置的时刻开始,经过了将基本规定距离C除以该供给速度而得到的时间之后,工件W的前端位置到达所述间隙的最狭窄部。工件W的供给速度可以从进给辊151的驱动系统的信息中取得,也可以预先在进给辊151设置编码器153并进行实测。
对于第2实施方式的辊压装置50,如上述那样,本申请发明人发现,在对在金属箔上涂布多个电极层而成的材料进行压制成形之际将该材料作为工件W向压实用的下辊与上辊之间的间隙投入时,存在在工件端部产生集中负荷的情况,在该情况下,会在该材料(的缘部)产生缺口、裂纹。并且,本申请发明人还发现,在工件W的前端位置通过了所述间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离的时刻使所述间隙为压实用间隙、即在工件W的前端位置通过所述间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离之前将所述间隙维持为大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)的做法在防止材料(的缘部)产生缺口、裂纹的方面极为有效。第1规定距离也与材料的种类、厚度有关,优选在0.001mm~3.000mm的范围内选择,更优选在1mm~3mm的范围内选择。
基于这些见解,该变形例的控制装置35根据位置传感器152的检测结果和预先取得的工件W的基于进给辊151的供给速度来控制电动升降装置10的电动马达13,由此,在工件W的前端位置通过了间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离的时刻使所述间隙为压实用间隙,并在工件W的前端位置通过间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离之前将所述间隙维持为大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)。
另外,对于第2实施方式的辊压装置50,如上述那样,本申请发明人发现,在对在金属箔上涂布多个电极层而成的材料进行压制成形之际该材料从压实用的下辊与上辊之间的间隙脱出时,也存在产生集中负荷的情况,在该情况下也会在该材料(的缘部)产生缺口、裂纹。并且,本申请发明人还发现,在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离之前将所述间隙维持为压实用间隙,并在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离的时刻使所述间隙大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)的做法在防止材料(的缘部)产生缺口、裂纹的方面极为有效。第2规定距离也与材料的种类、厚度有关,优选在0.001mm~3.000mm的范围内选择,更优选在1mm~3mm的范围内选择。
在该变形例中,在工件W的后端R(参照图8)通过位置传感器152的被检测位置时,也与该工件W的厚度的变化量对应地,位置传感器152的输出发生变化。通过检测该变化,还能够检测出工件W的后端位置到达了位置传感器152的被检测位置,即,还能够检测出工件W的后端位置。
基于这些见解,该变形例的控制装置35根据位置传感器152的检测结果和预先取得的工件W的基于进给辊151的供给速度来控制电动升降装置10的电动马达13,由此,在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离之前将所述间隙维持为压实用间隙,并在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离的时刻使所述间隙大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)。
另外,在该变形例中也是,下辊23和上辊24被伺服马达驱动而旋转,因此,能够与进给辊151高精度地同步,由此能够实现工件W的高精度的进给控制。
特别是,根据该变形例,由于进给辊151配置于下辊23和上辊24这两者的下游侧,因此,被压实而硬度增加了的状态的工件W与进给辊151接触并被送出,从而能够对工件W赋予充分的夹持压力。因此,能够显著地抑制在进给辊151与工件W之间产生打滑,能够实现工件W的更高精度的进给控制。
而且,在图7的辊压装置50的情况下,存在被压实前的硬度比较低的状态的工件W可能被进给辊51不期望地造成损伤这样的忧虑,但根据该变形例,摆脱了那样的忧虑。
此外,在该变形例中也是,在对下辊23和上辊24附加加热处理的情况下,有时下辊23和上辊24会产生热变形(特别是直径变化),但能够通过例如利用温度传感器的温度检测来实施适当的补偿控制。
[辊压装置150的作用]
与第2实施方式的辊压装置50同样地,采用该变形例的辊压装置150,也由位置传感器152检测出工件W的前端位置到达了位置传感器152的被检测位置。然后,根据基本规定距离C、第1规定距离和工件W的供给速度,由控制装置35控制电动升降装置10的电动马达13,在工件W的前端位置通过了间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离的时刻,该间隙被高精度地调整为压实用间隙。并且,在工件W的前端位置通过间隙内的最狭窄部后达到第1规定距离之前,将该间隙维持为大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)。
由此,能够有效地防止将工件W投入所述间隙时的集中负荷的产生,能够有效地防止在工件W的前缘部产生缺口、裂纹。
另外,与第2实施方式的辊压装置50同样地,采用该变形例的辊压装置150,也由位置传感器152检测出工件W的后端位置到达了位置传感器152的被检测位置。然后,根据基本规定距离C、第2规定距离和工件W的供给速度,由控制装置35控制电动升降装置10的电动马达13,在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离之前将所述间隙维持为压实用间隙,并在工件W的后端位置距所述间隙内的最狭窄部的距离剩下第2规定距离的时刻,使所述间隙大于压实用间隙(并且大于工件W的厚度)。
由此,能够有效地防止工件W从所述间隙脱出时的集中负荷的产生,能够有效地防止在工件W的后缘部产生缺口、裂纹。
并且,在使用该变形例的辊压装置150的情况下,将压实用间隙设定在工件W的压实前的厚度的70%~90%的范围内的一定值的做法也是有效的。或者,以下做法是有效的:使工件W的进给速度为1mm/秒~100mm/秒,压实用间隙在工件W的压实前的厚度的70%~110%的范围内以1Hz~10Hz(1秒钟为1次~10次)的频率来进行常时周期动作。在后者的情况下,如上所述,能够使相对于该材料通过压制成形(压实)而压缩的压缩率而言的耗电量减少10%左右。
[辊压装置50、150的负荷控制]
如上所述,与辊压装置20同样地,辊压装置50、150均在电动升降装置10的第2移动体18上借助测力传感器21载置有下辊支承体22。也能够利用由该测力传感器21检测的负荷值的变化来控制电动升降装置10的电动马达13。
以上使用图7和图8叙述的电动升降装置10的电动马达13的控制方法是利用位置传感器52、152对工件W的前端位置和后端位置进行检测的方法。因而,在原理上,在工件W的前端部、后端部存在应变、涂布不均等的情况下,位置传感器52、152的位置检测的误差较大,有可能无法适当地控制电动升降装置10的电动马达13。
与此相对,由于由测力传感器21检测的负荷值的变化是因工件W实际抵接于下辊23和/或上辊24而产生的,因此,若采用利用这一点来控制电动升降装置10的电动马达13的方法,则即使在工件W的前端部、后端部存在应变、涂布不均等的情况下,其所导致的不良影响的程度也较小。
更具体而言,本申请发明人发现,在对在金属箔上涂布多个电极层而成的材料进行压制成形之际将该材料作为工件W向压实用的下辊与上辊之间的间隙投入时,存在在工件端部产生集中负荷的情况,在该情况下,会在该材料(的缘部)产生缺口、裂纹。并且,本申请发明人还发现,在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷增大量的时刻,开始使所述间隙减少至压实用间隙、即在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷增大量之前,将所述间隙维持为大于压实用间隙(但窄于工件W的厚度(被压实之前的状态))的做法在防止材料(的缘部)产生缺口、裂纹的方面极为有效。
根据本申请发明人的实验结果,在将在金属箔上涂布多个电极层而成的材料作为工件W的情况下,所述每单位时间的负荷增大量设定在100N/msec~1000N/msec的范围内、优选设定在100N/msec~200N/msec的范围内的做法是有效的。
基于这些见解,如图9所示,在进给辊51、151(工件供给装置的一个例子)的工作过程中,辊压装置50、150的控制装置35控制电动升降装置10的电动马达13,由此,在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷增大量的时刻(参照图9的(b)),开始使所述间隙减少至压实用间隙(进给辊51、151继续动作)(完成减少后的状态在图9的(c)中图示),并在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷增大量之前将所述间隙维持为大于压实用间隙(但比工件W的厚度(被压实之前的状态)小)(参照图9的(a))。
另外,本申请发明人发现,在对在金属箔上涂布多个电极层而成的材料进行压制成形之际该材料从压实用的下辊与上辊之间的间隙脱出时,也存在产生集中负荷的情况,在该情况下也会在该材料(的缘部)产生缺口、裂纹。并且,本申请发明人还发现,在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷减少量之前将所述间隙维持为所述压实用间隙,并在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷减少量的时刻,开始使所述间隙返回比所述压实用间隙大(但比工件W的厚度(被压实之前的状态)小)的状态的做法在防止材料(的缘部)产生缺口、裂纹方面极为有效。
根据本申请发明人的实验结果,在将在金属箔上烧制多个电极层而成的材料作为工件W的情况下,所述负荷减少量设定在100N/msec~1000N/msec的范围内、优选设定在100N/msec~200N/msec的范围内的做法是有效的。
基于这些见解,如图9所示,在进给辊51、151(工件供给装置的一个例子)的工作过程中,辊压装置50、150的控制装置35控制电动升降装置10的电动马达13,由此,在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷减少量之前,将所述间隙维持为所述压实用间隙(参照图9的(d)),并在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷减少量的时刻,开始使所述间隙返回比所述压实用间隙大(但比工件W的厚度(被压实之前的状态)小)的状态(进给辊51、151继续动作)(完成返回后的状态在图9的(e)中图示)。
[辊压装置50、150的负荷控制的作用]
采用辊压装置50、150,在进给辊51、151的工作过程中,当工件W的前端位置到达下辊23与上辊24之间的间隙时,测力传感器21检测出的负荷值增大。然后,在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷增大量的时刻,辊压装置50、150的控制装置35控制电动升降装置10的电动马达13,由此使所述间隙开始减少至压实用间隙。在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷增大量之前,将所述间隙维持为比压实用间隙大(但比工件W的厚度(被压实之前的状态)小)。
如此,通过在因工件W被投入到所述间隙内而测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷增大量的时刻(检测出之后)实施开始使所述间隙减少至压实用间隙的控制,能够使所谓的工件W的咬入先于该控制实行,能够有效地避免工件投入时的集中负荷的产生,能够有效地防止在工件W的前缘部产生缺口、裂纹。
另外,根据辊压装置50、150,在进给辊51、151的工作过程中,当工件W的后端位置接近下辊23与上辊24之间的最狭窄部(尚未通过)时,测力传感器21检测出的负荷值减少。然后,在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷减少量的时刻,辊压装置50、150的控制装置35控制电动升降装置10的电动马达13,由此开始使所述间隙返回比压实用间隙大(但比工件W的厚度(被压实之前的状态)小)的状态。在测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷减少量之前,将所述间隙维持为压实用间隙。
如此,通过在因工件W的后端位置接近所述间隙内的最狭窄部(尚未通过)而测力传感器21检测出规定的每单位时间的负荷减少量的时刻实施开始使所述间隙返回比压实用间隙大的状态的控制,能够使该控制先于所谓的工件的脱出实行,从而有效地避免工件脱出时的集中负荷的产生,能够有效地防止在工件W的后缘部产生缺口、裂纹。
在使用以上那样的负荷控制的情况下,压实用间隙设定在工件W的压实前的厚度的70%~90%的范围内的一定值的做法也是有效的。或者,以下做法是有效的:使工件W的进给速度为1mm/秒~100mm/秒,压实用间隙在工件W的压实前的厚度的70%~110%的范围内以1Hz~10Hz(1秒钟为1次~10次)的频率来进行常时周期动作。在后者的情况下,如上所述,能够使相对于该材料通过压制成形(压实)而压缩的压缩率而言的耗电量减少10%左右。
此外,作为对下辊23和/或上辊24的负荷进行检测的负载传感器,并不限定于测力传感器21,能够将其他公知的负载传感器配置在适当的场所来利用。
[辊压装置60的结构]
接下来,图8是本发明的第3实施方式的辊压装置60的概略图,图9是本实施方式的辊压装置60的概略侧视图,图10是图9的X-X剖视图。本实施方式的辊压装置60是改变了第2实施方式的辊压装置50的一部分的构成要素(下辊支承体22、上辊支承体25和辊框架26等:参照图2和图9)的尺寸、改变了上辊支承体25的支承形态并附加后述的支撑辊等而成的辊压装置。
在图8至图10中,除了下辊支承体22、下辊23、上辊24、上辊支承体25、辊框架26、第3滑动引导件27、进给辊51和编码器53以外,省略了第2实施方式的辊压装置50的构成要素的图示。
如图8至图10所示,本实施方式中附加的主要的构成要素是上方3对支撑辊、下方3对支撑辊这样合计6对支撑辊。
本申请发明人发现,对于高精度且均匀地维持压制成形后的板厚精度这样的控制而言,以下做法是有效果的:为了对抗在压制成形时的来自工件W的反作用力的作用下欲使上辊24(还带动对该上辊24支承的上辊支承体25和辊框架26)朝上退避的力,在上辊24的上侧设置上辊支撑辊,并且,为了对抗在压制成形时的来自工件W的反作用力的作用下欲使下辊23(还带动对该下辊23支承的下辊支承体22)朝下退避的力,在下辊23的下侧设置下辊支撑辊。
另外,本申请发明人发现,在沿该上辊24的轴线方向观察时,欲使上辊24朝上退避的力和在该力的作用下可能在上辊24产生的位移可能在一侧区域、中央区域和另一侧区域不同。同样地,在沿该下辊23的轴线方向观察时,欲使下辊23朝下退避的力和在该力的作用下可能在下辊23产生的位移可能在一侧区域、中央区域和另一侧区域不同。由此,进一步发现以下做法是有效果的:在沿上辊24的轴线方向和下辊23的轴线方向观察时,在一侧区域、中央区域和另一侧区域,分别单独地设置成组的上支撑辊和下支撑辊,独立地控制各组中的上支撑辊与下支撑辊之间的间隔。
并且,本申请发明人还发现,为了平衡地对抗欲使上辊24朝上退避的力,上辊24的上侧的上支撑辊在俯视时以成为一对的方式设于隔着该上辊24的轴线的两侧的做法是有效果的。同样地,为了平衡地对抗欲使下辊23朝下退避的力,下辊23的下侧的下支撑辊在俯视时以成为一对的方式设于隔着该下辊23的轴线的两侧的做法是有效果的。
基于以上的见解,在本实施方式的辊压装置60中,在沿上辊24的轴线方向观察时,在一侧区域、中央区域和另一侧区域单独地设置成对的上支撑辊,且在沿下辊23的轴线方向观察时,在一侧区域、中央区域和另一侧区域单独地设置成对的下支撑辊。
具体而言,本实施方式的辊压装置60包括:一对下辊一侧支撑辊61a、61b,在沿下辊23的轴线方向观察时,该一对下辊一侧支撑辊61a、61b配置于一侧区域(图10的左侧区域)的下侧,且与该下辊23相互滚动;一对下辊中央支撑辊62a、62b,在沿下辊23的轴线方向观察时,该一对下辊中央支撑辊62a、62b配置于中央区域(图10的中央区域)的下侧,且与该下辊23相互滚动;以及一对下辊另一侧支撑辊63a、63b,在沿下辊23的轴线方向观察时,该一对下辊另一侧支撑辊63a、63b配置于另一侧区域(图10的右侧区域)的下侧,且与该下辊23相互滚动。
另外,本实施方式的辊压装置60包括:一对上辊一侧支撑辊64a、64b,在沿上辊24的轴线方向观察时,该一对上辊一侧支撑辊64a、64b配置于一侧区域(图10的左侧区域)的上侧,且与该上辊24相互滚动;一对上辊中央支撑辊65a、65b,在沿上辊24的轴线方向观察时,该一对上辊中央支撑辊65a、65b配置于中央区域(图10的中央区域)的上侧,且与该上辊24相互滚动;以及一对上辊另一侧支撑辊66a、66b,在沿上辊24的轴线方向观察时,该一对上辊另一侧支撑辊66a、66b配置于另一侧区域(图10的右侧区域)的上侧,且与该上辊24相互滚动。
一对下辊一侧支撑辊61a、61b分别被下辊一侧支撑辊支承壳体61h共同地支承为能够旋转,一对下辊中央支撑辊62a、62b分别被下辊中央支撑辊支承壳体62h共同地支承为能够旋转,一对下辊另一侧支撑辊63a、63b分别被下辊另一侧支撑辊支承壳体63h共同地支承为能够旋转。
一对上辊一侧支撑辊64a、64b分别被上辊一侧支撑辊支承壳体64h共同地支承为能够旋转,一对上辊中央支撑辊65a、65b分别被上辊中央支撑辊支承壳体65h共同地支承为能够旋转,一对上辊另一侧支撑辊66a、66b分别被上辊另一侧支撑辊支承壳体66h共同地支承为能够旋转。
另外,作为在本实施方式的辊压装置60中使下辊一侧支撑辊支承壳体61h和上辊一侧支撑辊支承壳体64h相对移动而对下辊一侧支撑辊61a、61b与上辊一侧支撑辊64a、64b之间的间隙进行控制的一侧支撑辊调整装置,设有电动升降装置70。
同样地,作为在本实施方式的辊压装置60中使下辊中央支撑辊支承壳体62h和上辊中央支撑辊支承壳体65h相对移动而对下辊中央支撑辊62a、62b与上辊中央支撑辊65a、65b之间的间隙进行控制的中央支撑辊调整装置,设有相同的电动升降装置70。
并且,作为在本实施方式的辊压装置60中使下辊另一侧支撑辊支承壳体63h和上辊另一侧支撑辊支承壳体66h相对移动而对下辊另一侧支撑辊63a、63b与上辊另一侧支撑辊66a、66b之间的间隙进行控制的另一侧支撑辊调整装置,设有相同的电动升降装置70。
在本实施方式中,如图9所示,上辊一侧支撑辊支承壳体64h、上辊中央支撑辊支承壳体65h和上辊另一侧支撑辊支承壳体66h固定于辊框架26。另一方面,上辊支承体25被辊框架26支承为能够在防落下块26c的上方升降1mm左右。具体而言,在一对上辊支承体25中的各上辊支承体25设有第4滑动部25s,该第4滑动部25s能够相对于相对的第3滑动引导件27中的各第3滑动引导件27相互滑动移动。
并且,相对于这些上辊一侧支撑辊支承壳体64h、上辊中央支撑辊支承壳体65h和上辊另一侧支撑辊支承壳体66h而言,下辊一侧支撑辊支承壳体61h、下辊中央支撑辊支承壳体62h和下辊另一侧支撑辊支承壳体63h分别能通过对应的电动升降装置70单独地上下移动。
另外,如图9所示,在下辊一侧支撑辊支承壳体61h、下辊中央支撑辊支承壳体62h和下辊另一侧支撑辊支承壳体63h上各自设有第4滑动部61s、62s、63s,该第4滑动部61s、62s、63s能够相对于设于辊框架26的第3滑动引导件27相互滑动移动。
另一方面,在本实施方式的辊压装置60中,如图8所示,利用非接触式的测距仪67a和非接触式的测距仪67b来测量工件W的压实后的一侧区域中的尺寸,该非接触式的测距仪67a对到工件W的该区域的上表面的距离进行测量,该非接触式的测距仪67b对到工件W的该区域的下表面的距离进行测量。
同样地,利用非接触式的测距仪68a和非接触式的测距仪68b来测量工件W的压实后的中央区域中的尺寸,该非接触式的测距仪68a对到工件W的该区域的上表面的距离进行测量,该非接触式的测距仪68b对到工件W的该区域的下表面的距离进行测量。
并且,利用非接触式的测距仪69a和非接触式的测距仪69b来测量工件W的压实后的另一侧区域中的尺寸,该非接触式的测距仪69a对到工件W的该区域的上表面的距离进行测量,该非接触式的测距仪69b对到工件W的该区域的下表面的距离进行测量。
然后,基于所述的各测量结果,作为一侧支撑辊调整装置的电动升降装置70、作为中央支撑辊调整装置的电动升降装置70和作为另一侧支撑辊调整装置的电动升降装置70分别由控制装置35独立地控制。
此外,本实施方式的电动升降装置70具有与用于使下辊支承体22上下移动的电动升降装置10类似的结构。
两者之间的不同点在于,电动升降装置70不具有棱柱12e和框架顶板12g,电动升降装置70的内侧框架壁12b的上表面和外侧框架壁12d的上表面固定于辊框架26的下表面。
在电动升降装置70中,其他结构与电动升降装置10大致相同。在电动升降装置70中,对于与电动升降装置10同样的构成要素,标注相同的参照附图标记,并省略它们的说明。
但是,电动升降装置70的各构成要素的尺寸(size)可以与电动升降装置10的对应的构成要素的尺寸(size)不同。在电动升降装置70的升降力(加压力)为200kN规格(左右和中央的3个电动升降装置的升降力合计为600kN)且辊径为φ450mm、辊宽为500mm的情况下,作为一个例子,框架底板12a的尺寸在俯视时为15cm×90cm,厚度为10cm左右,内侧框架壁12b的壁厚和外侧框架壁12d的壁厚为6cm左右,高度为30cm左右,中央框架壁12c的壁厚为6cm左右,高度为15cm左右。并且,在电动升降装置70中,作为一个例子,马达侧带轮13p的直径和丝杠侧带轮11p的直径均为8cm~12cm左右,马达侧带轮13p的宽度(厚度)和丝杠侧带轮11p的宽度(厚度)均为4cm左右,带14的宽度比这稍小,为3.5cm左右,带14的长度取决于丝杠11a的轴线x与电动马达13的输出轴13s之间的距离,例如为70cm~80cm左右。根据情况,有时相对于马达侧带轮13p的齿数增加丝杠侧带轮11p的齿数而构成减速机构。
根据所述的尺寸例,辊压装置60整体为被控制在高度180cm×宽度150cm(×进深90cm)内的尺寸。
[辊压装置60的作用]
根据本实施方式的辊压装置60,由于作为支撑辊调整装置发挥功能的电动升降装置70紧凑,因此,能够实现在一侧区域、中央区域和另一侧区域这三个部位设置独立的支撑辊调整装置(电动升降装置70)的结构(布局)。
并且,通过独立地控制各电动升降装置70,能够针对上辊24的位移产生力和下辊23的位移产生力实施精细的补偿,在沿上辊24和下辊23的轴线方向观察时,该上辊24的位移产生力和下辊23的位移产生力可能在一侧区域(图10的左侧区域)、中央区域(图10的中央区域)和另一侧区域(图10的右侧区域)不同。
具体而言,在本实施方式的辊压装置60中,利用3组非接触式的测距仪67a、67b、68a、68b、69a、69b来实际测量工件W的压实后的一侧区域中的尺寸、工件W的压实后的中央区域中的尺寸和工件W的压实后的另一侧区域中的尺寸。然后,基于这些测量结果,作为一侧支撑辊调整装置的电动升降装置70、作为中央支撑辊调整装置的电动升降装置70和作为另一侧支撑辊调整装置的电动升降装置70分别相互独立地由控制装置35控制,使得这些尺寸被控制在容许误差范围内。
另外,在本实施方式的辊压装置60中,在各支撑辊调整装置(电动升降装置70)中,将电动马达13的输出轴13s的旋转力用作滚珠丝杠11的丝杠11a的旋转力,在该滚珠丝杠11的螺母11d固定的第1移动体15沿轴线方向直线移动时,第2移动体18沿相对于轴线方向垂直的方向直线移动,由此能够利用电动马达13来高精度地控制该第2移动体18的移动。即,能够高精度地控制各支撑辊调整装置(电动升降装置70)。
[辊压装置60的变形例]
此外,至少在申请本发明时,未采用下辊中央支撑辊62a、62b和上辊中央支撑辊65a、65b、下辊中央支撑辊支承壳体62h和上辊中央支撑辊支承壳体65h、以及中央支撑辊调整装置(中央的电动升降装置70)的形态也是本申请的保护对象。
相反地,在上辊24和下辊23在轴线方向上较长的情况下,可以采用两套以上的成套的下辊中央支撑辊62a、62b和上辊中央支撑辊65a、65b、下辊中央支撑辊支承壳体62h和上辊中央支撑辊支承壳体65h、以及中央支撑辊调整装置(1个电动升降装置70)的形态,这样的形态也是本申请的保护对象。
[电动升降装置的第1变形例]
在以上的各实施方式中,电动马达13的输出轴13s的旋转力经由马达侧带轮13p、丝杠侧带轮11p和带14向丝杠11a传递。
然而,在辊的宽度较大时等电动升降装置的尺寸可以稍大的情况下,也能够采用将电动马达13的输出轴13s和丝杠11a配置在一条直线上的形态。图11表示这样的变形例。在本例子中,电动马达13的输出轴13s和丝杠11a经由联轴器13c结合。
在该第1变形例中,电动升降装置的尺寸比上述的电动升降装置10、70大,但维护性变好。
此外,至少在申请本发明时,关于利用马达侧带轮13p、丝杠侧带轮11p和带14的情况,并不限定于将电动马达13的输出轴13s和丝杠11a沿上下方向排列的形态,不排除采用将电动马达13的输出轴13s和丝杠11a沿水平方向(左右方向)排列的形态。
另外,支承滚珠丝杠11的丝杠11a的外侧的轴承11c也可以内置于外侧框架壁12d,来替代内置于中央框架壁12c。在该情况下,能够省略中央框架壁12c,能够谋求电动升降装置的进一步紧凑化。
[电动升降装置的第2变形例的结构]
图14是包括电动升降装置的第2变形例的辊压装置的概略主视图,图15是图14的辊压装置的侧视图,图16是图14的辊压装置的XVI-XVI剖视图。
如图14所示,第2变形例的电动升降装置110具备滚珠丝杠111。滚珠丝杠111包括:丝杠111a,其具有轴线x;一对轴承111b、111c,该一对轴承111b、111c设于丝杠111a的两端部,将丝杠111a支承为能够绕轴线x旋转;以及螺母111d,其隔着多个滚动体(未图示)相对于丝杠111a螺纹结合,并通过丝杠111a的旋转而沿轴线x方向直线移动。
与电动升降装置10的丝杠11a的轴线x同样地,丝杠111a的轴线x也与下辊23(一侧辊)和上辊24(另一侧辊)的轴线平行,辊侧(内侧)的轴承111c(并列配置有两个)内置(支承)于内侧框架壁112c,相反侧(外侧)的轴承111b内置(支承)于外侧框架壁112b。内侧框架壁112c和外侧框架壁112b竖立设置于板状的框架底板112a的上表面。
参照图14和图15(并且还参照图2),框架底板112a的下表面由辊框架26的下部26a支承。另外,在框架底板112a的上表面的与内侧框架壁112c的更靠内侧的位置相对应的部分固定有截面L字状的电动马达安装板112f。
框架底板112a、外侧框架壁112b、内侧框架壁112c、后述的中央框架壁112d和电动马达安装板112f构成了框架112。框架112的这些要素可以一体地形成,也可以在分体地形成后相互固定。
如图14所示,具有旋转的输出轴113s的电动马达113(优选为伺服马达)固定于电动马达安装板112f。电动马达113的输出轴113s相对于滚珠丝杠111的丝杠111a的轴线x配置在一条直线上。在本例子中,电动马达113的输出轴113s和丝杠111a经由联轴器113c结合。
并且,在滚珠丝杠111的螺母111d固定有与该螺母111d一体地移动的第1移动体115。第1移动体115具有第1滑动面115t,该第1滑动面115t相对于包含丝杠111a的轴线x方向的平面(本例子中为水平面)以规定角度倾斜。
另外,从图14可知,丝杠111a沿轴线方向贯穿第1移动体115。并且,一对轴承111b、111c设于第1移动体115的两侧。
另一方面,在框架底板112a的上表面设有与轴线x方向平行地延伸的第1滑动引导件116,在第1移动体115设有能够相对于第1滑动引导件116相互滑动移动的第1滑动部115s。第1滑动引导件116和第1滑动部115s之间的滑动面在俯视时与丝杠111a的轴线x方向平行地延伸。
在本例子中,如图15所示,第1滑动部115s在俯视时偏离丝杠111a的轴线x方向的位置处与丝杠111a的轴线x方向平行地延伸。另外,如图15所示,第1滑动面115t也在俯视时偏离丝杠111a的轴线x方向的位置处与丝杠111a的轴线x方向平行地延伸,第1滑动面115t和第1滑动部115s以俯视时大致重叠那样的位置关系配置。
另外,电动升降装置110具有能够相对于框架112沿与轴线x方向垂直的方向(在本例子中为铅垂方向)直线移动的第2移动体118。第2移动体118具有能够相对于第1滑动面115t相互滑动移动的第2滑动面118t。由此,在螺母111d和第1移动体115沿轴线x方向直线移动时,第2移动体118通过第1滑动面115t与第2滑动面118t之间的滑动移动而沿所述垂直的方向直线移动。
此外,在本例子中,如图15所示,第1滑动面115t和第2滑动面118t之间的滑动面相对于第1滑动引导件116和第1滑动部115s之间的滑动面以俯视时大致重叠那样的位置关系配置。即,第2滑动面118t在俯视时偏离丝杠111a的轴线x方向的位置处与丝杠111a的轴线x方向平行地延伸。并且,在本例子中,如图16所示,整个第2移动体118在俯视时偏离丝杠111a的轴线x方向的位置处与丝杠111a的轴线x方向平行地延伸。
作为具体的结构例,成对的第1滑动面115t和第2滑动面118t能够由通常的线性引导件来提供。即,参照图15,第1滑动面115t能够作为线性引导件的被称作“滑块”的截面凹状的构件的凹面来提供,第2滑动面118t能够作为线性引导件的被称作“轨道”的截面矩形形状的构件的下表面来提供。它们能够通过如下方式配置:例如将市售的线性引导件拆开,将“滑块”固定于第1滑动体115的主体构件的上表面,将“轨道”固定于第2滑动体118的主体构件的下表面。
如图14和图16所示,在第2移动体118设有沿所述垂直的方向(与轴线x方向垂直的方向,本例子中为铅垂方向)延伸的第2滑动部118s,该第2滑动部118s能够相对于沿相同的方向延伸的第2滑动引导件119滑动移动。第2滑动引导件119固定于中央框架壁112d,该中央框架壁112d固定于框架底板112a的上表面。另外,在本例子中,在第2移动体118的上表面设有测力传感器21。
图14至图16所示的辊压装置包括一对上述的电动升降装置110。如图16所示,在一对电动升降装置110中,框架底板112a和中央框架壁112d配置成共同的构件,第2滑动引导件119固定于中央框架壁112d的左右两面中的各面。
在图14至图16所示的辊压装置中,与图1和图2所示的辊压装置20同样地,一对下辊支承体22中的各下辊支承体22(一侧辊支承部)被一对电动升降装置110的一对第2移动体118支承。一对下辊支承体22中的各下辊支承体22经由测力传感器21载置在对应的第2移动体118上。一对下辊支承体22具有轴承,将下辊23支承为能够旋转。
以与下辊23相对的方式配置有上辊24。利用在下辊23与上辊24之间形成的间隙来实施工件W的压制成形(压实)。
上辊24被一对上辊支承体25(另一侧辊支承部)支承为能够旋转。一对上辊支承体25中的各上辊支承体25例如借助未图示的螺栓等从外侧固定于在基座140设置的一对辊框架26中的各辊框架26。
作为各要素的尺寸的一个例子,在电动升降装置110的升降力(加压力)为300kN规格(左右一对的情况下合计为600kN)且辊径为φ450mm的情况下,框架底板112a的尺寸在俯视时为110cm(图14中可见的长度)×50cm(图15中可见的长度),厚度为5cm左右。
另外,与电动升降装置10中的情况同样地,在第2变形例的电动升降装置110中,第1滑动面115t的规定角度也从5.7°~11.3°的范围中选择。5.7°是求解tanθ=1/10得到的值,11.3°是求解tanθ=1/5得到的值。由此,能够实现5倍~10倍的倍力比。
通过本申请发明人的实际的验证实验确认了,第2变形例的电动升降装置110在这些角度范围内有效地做动作。
第2移动体118的移动行程在后述的用途(将在金属箔上烧制多个电极层而成的材料作为工件W的用途)中为1mm左右足矣。
第2移动体118的移动速度例如为10mm/sec。该速度在倍力比为5倍的情况下与50mm/sec的第1移动体115(即螺母111d)的移动速度对应,在倍力比为10倍的情况下与100mm/sec的第1移动体115(即螺母111d)的移动速度对应。这样的螺母111d的移动速度能够通过市售的通常的电动马达113和滚珠丝杠111来实现。特别是,在电动马达113为伺服马达的情况下,能够实现更高精度且更高响应性的控制。
[电动升降装置110的作用]
接下来,说明第2变形例的电动升降装置110的作用。
通过按期望驱动电动马达113(例如能够被上述的控制装置35控制),从而电动马达113的输出轴113s旋转。接着,经由联轴器113c,输出轴113s的旋转力作为丝杠111a的旋转力来传递。然后,丝杠111a的旋转通过滚珠丝杠111的旋转运动/直线运动转换功能而被转换为螺母111d的轴线x方向的直线移动。
由此,固定于螺母111d的第1移动体115沿轴线x方向直线移动。此时,通过第1滑动引导件116与第1滑动部115s的相互作用(促进顺畅的滑动移动的作用),能更顺畅地实施第1移动体115的在轴线方向上的移动。
并且,在螺母111d和第1移动体115沿轴线x方向直线移动时,通过第1滑动面115t与第2滑动面118t之间的滑动移动,从而第2移动体118沿与轴线x方向垂直的方向直线移动。此时,通过第2滑动引导件119与第2滑动部118s的相互作用(促进顺畅的滑动移动的作用),能更顺畅地实施第2移动体118的移动。
在此,如图16所示,由于一对第2移动体118相对于一对丝杠111a平衡地配置,因此,能够将一对第1移动体115的直线移动(水平移动)平衡地转换为一对第2移动体118的直线移动(升降移动),另外,第2移动体118受到的负荷(反作用力)也能够经由第1移动体115等平衡地由基座140支承。
另外,通过按期望驱动电动马达113,能够按期望高精度地控制第2移动体118的移动。特别是,在电动马达113为伺服马达的情况下,能够实现更高精度且更高响应性的控制。
[电动升降装置110的效果]
如上所述,采用第2变形例的电动升降装置110,也将电动马达113的输出轴113s的旋转力用作滚珠丝杠111的丝杠111a的旋转力,在固定于该滚珠丝杠111的螺母111d的第1移动体115沿轴线x方向直线移动时,第2移动体118在相对于轴线x方向垂直的方向上直线移动,由此能够利用电动马达113来高精度地控制该第2移动体118的移动。
另外,采用第2变形例的电动升降装置110,也是丝杠111a沿轴线方向贯穿第1移动体115,一对轴承111b、111c设于第1移动体115的两侧,因此,装置整体紧凑。
另外,采用第2变形例的电动升降装置110,电动马达113的输出轴113s和丝杠111a经由联轴器113c简单地结合,因此,维护性优异。
并且,由于未采用液压装置,即不用担心周围被油分污染,因此,第2变形例的电动升降装置110也适合设于手套箱内。
另外,采用第2变形例的电动升降装置110,也在框架112设有与轴线x方向平行地延伸的第1滑动引导件116,在第1移动体115设有能够相对于第1滑动引导件116相互滑动移动的第1滑动部115s,由此,通过两者的相互作用(促进顺畅的滑动移动的作用),能更顺畅地实施第1移动体115的在轴线方向上的移动。
另外,采用第2变形例的电动升降装置110,也在框架112设有与轴线x方向垂直地延伸的第2滑动引导件119,在第2移动体118设有能够相对于第2滑动引导件119相互滑动移动的第2滑动部118s,由此,通过两者的相互作用(促进顺畅的滑动移动的作用),能更顺畅地实施第2移动体118的在与轴线方向垂直的方向上的移动。
并且,采用第2变形例的电动升降装置110,第1滑动部115s在俯视时偏离丝杠111a的轴线x方向的位置处与丝杠111a的轴线x方向平行地延伸,第1滑动面115t也在俯视时偏离丝杠111a的轴线x方向的位置处与丝杠111a的轴线x方向平行地延伸,第1滑动面115t和第1滑动部115s以俯视时大致重叠那样的位置关系配置,整个第2移动体118在俯视时偏离丝杠111a的轴线x方向的位置处与丝杠111a的轴线x方向平行地延伸。由此,第1滑动面115t、第1滑动部115s和整个第2移动体118能够配置在偏离电动马达113的位置,因此能够实现更紧凑的装置布局。
另外,在图14至图16所示的辊压装置中,一对电动升降装置110的一对第2滑动引导件119由共同的框架壁112d支承,因此,实现了更紧凑的装置布局。
[电动升降装置的第3变形例]
图17是电动升降装置的第3变形例的概略侧视图。
在该第3变形例中,如图17所示,替代第2变形例中的为1个的第1滑动面115t,设有两个第1滑动面215t。与第1滑动面115t同样地,两个第1滑动面215t中的各第1滑动面215t沿丝杠111a的轴线x方向延伸。
与此相对应地,在该第3变形例中,如图17所示,替代第2变形例中的为1个的第2滑动面118t,设有两个第2滑动面218t。与第2滑动面118t同样地,两个第2滑动面218t中的各第2滑动面218t也沿丝杠111a的轴线x方向延伸。
并且,在该第3变形例中,如图17所示,替代第2变形例中的为1个的第1滑动部115s,设有两个第1滑动部215s。与第1滑动部115s同样地,两个第1滑动部215s中的各第1滑动部215s也沿丝杠111a的轴线x方向延伸。
与此相对应地,在该第3变形例中,如图17所示,替代第2变形例中的为1个的第1滑动引导件116,设有两个第1滑动引导件216。与第1滑动引导件216同样地,两个第1滑动引导件216中的各第1滑动引导件216也沿丝杠111a的轴线x方向延伸。
附图标记说明
10、电动升降装置;11、滚珠丝杠;11a、丝杠;11b、轴承(内侧);11c、轴承(外侧);11d、螺母;11p、丝杠侧带轮;12、框架;12a、框架底板;12b、内侧框架壁;12c、中央框架壁;12d、外侧框架壁;12e、棱柱;12f、电动马达安装板;12g、框架顶板;12h、开口;13、电动马达;13s、输出轴;13p、马达侧带轮;13c、联轴器;14、带;15、第1移动体;15t、第1滑动面;15s、第1滑动部;16、第1滑动引导件;18、第2移动体;18t、第2滑动面;18s、第2滑动部;19、第2滑动引导件;20、辊压装置(第1实施方式);21、测力传感器;22、下辊支承体(下辊支承部);22s、第3滑动部;23、下辊;24、上辊;25、上辊支承体(上辊支承部);25s、第4滑动部;26、辊框架;26a、辊框架的下部;26c、防落下块;27、第3滑动引导件;28、弹簧;30、位移量传感器;31、位移量传感器框架;35、控制装置;40、基座;50、辊压装置(第2实施方式);51、进给辊;52、位置传感器;53、编码器;60、辊压装置(第3实施方式);61a、下辊一侧支撑辊(前方侧);61b、下辊一侧支撑辊(后方侧);61h、下辊一侧支撑辊支承壳体;61s、第4滑动部;62a、下辊中央支撑辊(前方侧);62b、下辊中央支撑辊(后方侧);62h、下辊中央支撑辊支承壳体;62s、第4滑动部;63a、下辊另一侧支撑辊(前方侧);63b、下辊另一侧支撑辊(后方侧);63h、下辊另一侧支撑辊支承壳体;63s、第4滑动部;64a、上辊一侧支撑辊(前方侧);64b、上辊一侧支撑辊(后方侧);64h、上辊一侧支撑辊支承壳体;65a、上辊中央支撑辊(前方侧);65b、上辊中央支撑辊(后方侧);65h、上辊中央支撑辊支承壳体;66a、上辊另一侧支撑辊(前方侧);66b、上辊另一侧支撑辊(后方侧);66h、上辊另一侧支撑辊支承壳体;67a、测量到一侧区域的工件上表面的距离的非接触式的测距仪;67b、测量到一侧区域的工件下表面的距离的非接触式的测距仪;68a、测量到中央区域的工件上表面的距离的非接触式的测距仪;68b、测量到中央区域的工件下表面的距离的非接触式的测距仪;69a、测量到另一侧区域的工件上表面的距离的非接触式的测距仪;69b、测量到另一侧区域的工件下表面的距离的非接触式的测距仪;70、电动升降装置(与电动升降装置10大致相同);81、铜箔;82、负极层;83、固体电解质层;84、正极层;110、电动升降装置(第2变形例);111、滚珠丝杠;111a、丝杠;111b、轴承;111c、轴承;111d、螺母;112、框架;112a、框架底板;112b、外侧框架壁;112c、内侧框架壁;112d、中央框架壁;112f、电动马达安装板;113、电动马达;113s、输出轴;113c、联轴器;115、第1移动体;115s、第1滑动部;115t、第1滑动面;116、第1滑动引导件;118、第2移动体;118s、第2滑动部;118t、第2滑动面;119、第2滑动引导件;140、基座;150、辊压装置(第2实施方式的变形例);151、进给辊;152、位置传感器;153、编码器;215s、第1滑动部;215t、第1滑动面;216、第1滑动引导件;218s、第2滑动部;218t、第2滑动面;x、滚珠丝杠的丝杠的轴线;W、工件;F、工件的前端;R、工件的后端;C、基本规定距离。

Claims (18)

1.一种电动升降装置,其特征在于,
该电动升降装置具备:
滚珠丝杠,其包括具有轴线的丝杠、将该丝杠支承为能够绕所述轴线旋转的一对轴承、以及隔着多个滚动体相对于该丝杠螺纹结合并通过所述丝杠的旋转而沿所述轴线方向直线移动的螺母;
框架,其支承所述轴承;
电动马达,其支承于所述框架,并具有旋转的输出轴;
旋转力传递机构,其将所述输出轴的旋转力作为所述丝杠的旋转力来传递;
第1移动体,其固定于所述螺母,并提供相对于包含所述轴线方向的平面以规定角度倾斜的第1滑动面;
第2移动体,其配置为能够相对于所述框架沿相对于所述轴线方向垂直的方向直线移动,并具有能够相对于所述第1滑动面相互滑动移动的第2滑动面,在所述螺母和所述第1移动体沿所述轴线方向直线移动时,该第2移动体通过所述第1滑动面与所述第2滑动面之间的滑动移动而沿所述垂直的方向直线移动,
所述丝杠沿所述轴线方向贯穿所述第1移动体,
所述一对轴承设于所述第1移动体的两侧。
2.根据权利要求1所述的电动升降装置,其特征在于,
相互滑动移动的成对的所述第1滑动面和所述第2滑动面在与所述轴线方向和所述第2移动体的直线移动方向这两个方向都垂直的方向上,以隔着所述丝杠且与所述丝杠分开规定距离的方式设有两对。
3.根据权利要求1或2所述的电动升降装置,其特征在于,
所述电动马达的所述输出轴和所述丝杠的所述轴线相互平行,
所述旋转力传递机构具有带,该带以在相对于所述输出轴和所述丝杠的所述轴线垂直的面内延伸的环绕轨道上环绕的方式挂设于所述输出轴和所述丝杠。
4.根据权利要求3所述的电动升降装置,其特征在于,
在沿所述第2移动体的直线移动方向观察时,所述电动马达的所述输出轴和所述丝杠的所述轴线成为局部相互重叠的位置关系。
5.根据权利要求3或4所述的电动升降装置,其特征在于,
所述丝杠具有贯穿所述一对轴承中的一个轴承并向外侧突出的突出部,
所述带挂设于所述丝杠的所述突出部。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电动升降装置,其特征在于,
在所述框架设有与所述轴线方向平行地延伸的第1滑动引导件,
在所述第1移动体设有能够相对于所述第1滑动引导件相互滑动移动的第1滑动部。
7.根据权利要求6所述的电动升降装置,其特征在于,
相互滑动移动的成对的所述第1滑动引导件和所述第1滑动部在与所述轴线方向和所述第2移动体的直线移动方向这两个方向都垂直的方向上,以隔着所述丝杠且与所述丝杠分开规定距离的方式设有两对。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动升降装置,其特征在于,
在所述框架设有与所述轴线方向垂直地延伸的第2滑动引导件,
在所述第2移动体设有能够相对于所述第2滑动引导件相互滑动移动的第2滑动部。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电动升降装置,其特征在于,
所述规定角度在5.7°~11.3°的范围内。
10.一种辊压装置,其特征在于,
该辊压装置包括:
一对权利要求1至9中任一项所述的电动升降装置;
一侧辊支承部,其被一对所述电动升降装置的一对第2移动体支承;
一侧辊,其被所述一侧辊支承部支承为能够旋转;
另一侧辊,其与所述一侧辊相对配置;
另一侧辊支承部,其将所述另一侧辊支承为能够旋转;以及
辊框架,其将所述另一侧辊支承部相对于基座固定。
11.根据权利要求10所述的辊压装置,其特征在于,
在所述辊框架设有与所述轴线方向垂直地延伸的第3滑动引导件,
在所述一侧辊支承部设有能够相对于所述第3滑动引导件相互滑动移动的第3滑动部。
12.根据权利要求10或11所述的辊压装置,其特征在于,
该辊压装置还包括:
1个或多个位移量传感器,其对所述另一侧辊和/或所述一侧辊的规定位置的局部的位移量进行测量;以及
位移量传感器框架,其与所述辊框架不同,将所述1个或多个位移量传感器相对于基座固定。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的辊压装置,其特征在于,
在所述一侧辊支承部与所述第2移动体之间设有测力传感器。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的辊压装置,其特征在于,
所述辊框架还将所述电动升降装置的所述框架相对于所述基座固定。
15.根据权利要求1所述的电动升降装置,其特征在于,
所述电动马达的所述输出轴和所述丝杠的所述轴线成为排列在一条直线上的位置关系。
16.根据权利要求15所述的电动升降装置,其特征在于,
在所述框架设有与所述轴线方向平行地延伸的第1滑动引导件,
在所述第1移动体设有能够相对于所述第1滑动引导件相互滑动移动的第1滑动部,
在所述框架设有与所述轴线方向垂直地延伸的第2滑动引导件,
在所述第2移动体设有能够相对于所述第2滑动引导件相互滑动移动的第2滑动部,
相互滑动移动的成对的所述第1滑动引导件和所述第1滑动部在俯视时偏离所述丝杠的所述轴线的位置处与所述丝杠的所述轴线平行地延伸,
相互滑动移动的成对的所述第2滑动引导件和所述第2滑动部也在俯视时偏离所述丝杠的所述轴线的位置处与所述丝杠的所述轴线平行地延伸。
17.根据权利要求16所述的电动升降装置,其特征在于,
相互滑动移动的成对的所述第1滑动引导件和所述第1滑动部与相互滑动移动的成对的所述第2滑动引导件和所述第2滑动部以俯视时大致重叠那样的位置关系配置。
18.一种辊压装置,其特征在于,
该辊压装置包括:
一对权利要求16或17所述的电动升降装置;
一侧辊支承部,其被一对所述电动升降装置的一对第2移动体支承;
一侧辊,其被所述一侧辊支承部支承为能够旋转;
另一侧辊,其与所述一侧辊相对配置;
另一侧辊支承部,其将所述另一侧辊支承为能够旋转;以及
辊框架,其将所述另一侧辊支承部相对于基座固定,
一对所述电动升降装置的一对第2移动体能够相对于分别固定于共同的框架壁的左右两面的一对第2滑动引导件分别相互滑动移动。
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