JP6893275B1 - ロールプレス設備及びその転がり軸受温度制御方法 - Google Patents

ロールプレス設備及びその転がり軸受温度制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】プレスロールの熱変形を制御し、高精度に二次電池用電極材等の薄膜材を圧縮加工できるロールプレス装置を提供する。【解決手段】一対の上側及び下側プレスロール１ａ，１ｂと、前記上側及び下側プレスロールの両端部を軸支する第一から第四の転がり軸受と、前記第一から第四の転がり軸受のそれぞれに供給する潤滑油の温度を調整する第一から第四の潤滑油温度調整手段と、前記上側及び下側プレスロール表面のそれぞれの中央部と両端部の温度を検出する複数の温度センサと、前記温度センサで検出された前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度情報、それぞれの前記転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度情報が入力され、それぞれの前記温度情報に応じて、それぞれの前記転がり軸受に供給されるそれぞれの前記潤滑油の温度の調整指令をそれぞれの前記潤滑油温度調整手段に出力する制御手段と、を備えたロールプレス設備１００。【選択図】図１

Description

本発明はロールプレス設備及びその転がり軸受温度制御方法に係り、特に、リチウムイオン電池（ＬｉＢ）の電極材を圧縮加工するものに用いられるロールプレス設備及びその転がり軸受温度制御方法に関する。
リチウムイオン電池（ＬｉＢ）などの二次電池用電極材は、心材となる金属箔などの集電体シートと、その両面に形成した活性物質とから成り、厚さが一様であること及び活物質の密度を高めるために高精度な圧縮加工が必要とされる。
連続シート状の二次電池用電極材の圧縮加工は、通常、ロールプレス設備を用いて行われる。ところが、このロールプレス設備において、上下それぞれのプレスロールのロール軸を軸支する転がり軸受の温度上昇により、上下それぞれのプレスロール表面の両端部が熱膨張し、上下それぞれのプレスロール表面が凹状に微小形状変形してしまい、これを解決する必要がある。
上記した問題点を解決するために、特許文献１に記載されたロールプレス設備が提案されている。
この特許文献１には、ロールプレス設備の更なる高速化及び連続化を可能とするために、上下それぞれのプレスロールのロール軸を軸支する転がり軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給路に冷却手段を配置すると共に、上下それぞれのプレスロールの両端部表面の熱膨張による形状変形を抑制するために、転がり軸受を冷却した後の潤滑油の温度を計測し、潤滑油が所定の温度になるように、対応する潤滑油の温度を制御するロールプレス設備が記載されている。
特許第６６４０３９４号公報
しかしながら、上下それぞれのプレスロールのロール軸を軸支する転がり軸受に供給する潤滑油を冷却しながら長時間稼働すると、上下それぞれのプレスロールの両端部の熱膨張は抑制できるが、今度は、上下それぞれのプレスロールの中央部の温度が上昇し、その結果、上下それぞれのプレスロールの中央部が熱膨張して表面が凸状に微小形状変形を生じることが分かった。
この問題は、上述した特許文献１に記載されたロールプレス設備のように、転がり軸受を冷却した後の潤滑油の温度を計測し、潤滑油が所定の温度になるように潤滑油の温度を制御する方式では対応が難しい。
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、上下それぞれのプレスロールの熱変形を制御し、高精度にリチウムイオン電池（ＬｉＢ）の電極材を圧縮加工できるロールプレス設備及びその転がり軸受温度制御方法を提供することにある。
本発明のロールプレス設備は、上記目的を達成するために、相対向して配置され、その対向間でリチウムイオン電池の電極材を圧縮加工する一対の上側及び下側プレスロールと、
前記上側プレスロールの両端部を軸支する第一及び第二の転がり軸受と、
前記下側プレスロールの両端部を軸支する第三及び第四の転がり軸受と、
前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受のそれぞれに供給する潤滑油の温度を調整する第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段と、
前記上側及び下側プレスロール表面のそれぞれの中央部と両端部の温度を検出する複数の前記温度センサと、
複数の前記温度センサで検出された前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度情報、前記第一及び第三の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度情報、前記第二及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度情報が入力され、それぞれの前記温度情報に応じて、前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受に供給されるそれぞれの前記潤滑油の温度の調整指令を前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段に出力する制御手段と、
前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受のそれぞれに前記潤滑油を供給する第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路と、
前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受のそれぞれから前記潤滑油を回収する第一、第二、第三及び第四の潤滑油回収路とを備え、
前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路の途中には、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段が設置されており、
前記制御手段からの指令を受けて前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段で温度調整されたそれぞれの前記潤滑油が、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路を介して前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受に供給され、
前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度がＴ０であり、前記上側及び下側プレスロール表面の前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分高い）である場合には、前記制御手段は、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路に配置された前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段の目標温度をＴ０に設定してΔｔ分下降するように冷却し、前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受を冷却して前記上側及び下側プレスロールの端部の温度をＴ０まで下げ、
一方、前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度がＴ０であり、前記上側及び下側プレスロール表面の前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分低い）である場合には、前記制御手段は、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路に配置された前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段の目標温度をＴ０に設定してΔｔ分上昇するように加熱し、前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受を加熱して前記上側及び下側プレスロールの端部の温度をＴ０まで上げることを特徴とする。
また、本発明のロールプレス設備の転がり軸受温度制御方法は、上記目的を達成するために、第一及び第二の転がり軸受に支持された上側プレスロールと、第三及び第四の転がり軸受に支持された下側プレスロールとの一対のプレスロールを備えたロールプレス設備を用いてリチウムイオン電池の電極材を圧縮加工する際に、前記第一及び前記第二の転がり軸受と前記第三及び前記第四の転がり軸受に供給する潤滑油の温度を制御するに当たって、
複数の温度センサで検出された前記上側プレスロール表面の中央部温度情報及び前記第一の転がり軸受側の前記上側プレスロール表面の端部温度情報と前記第二の転がり軸受側の前記上側プレスロール表面の端部温度情報を取得する第１のステップと、
複数の温度センサで検出された前記下側プレスロール表面の中央部温度情報及び前記第三の転がり軸受側の前記下側プレスロール表面の端部温度情報と前記第四の転がり軸受側の前記下側プレスロール表面の端部温度情報を取得する第２のステップと、
前記上側プレスロール表面の中央部温度に、前記上側プレスロールの前記第一の転がり軸受側の端部温度と前記第二の転がり軸受側の端部温度とが一致するように、前記第一の転がり軸受及び前記第二の転がり軸受の温度を制御する第３のステップと、
前記下側プレスロール表面の中央部温度に、前記下側プレスロールの前記第三の転がり軸受側の端部温度と前記第四の転がり軸受側の端部温度とが一致するように、前記第三の転がり軸受及び前記第四の転がり軸受の温度を制御する第４のステップと、を行い、
前記第１、第２、第３及び第４のステップは、複数個の前記温度センサで検出された前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度情報、前記第一及び第三の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度情報、前記第二及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度情報が入力され、それぞれの前記温度情報に応じて、第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路を介して前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受に供給されるそれぞれの前記潤滑油の温度の調整指令を第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段に出力する制御手段で行い、
前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度がＴ０であり、前記上側及び下側プレスロール表面の前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分高い）である場合には、前記制御手段は、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路に配置された前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段の目標温度をＴ０に設定してΔｔ分下降するように冷却し、前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受を冷却して前記上側及び下側プレスロールの端部の温度をＴ０まで下げ、
一方、前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度がＴ０であり、前記上側及び下側プレスロール表面の前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分低い）である場合には、前記制御手段は、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路に配置された前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段の目標温度をＴ０に設定してΔｔ分上昇するように加熱し、前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受を加熱して前記上側及び下側プレスロールの端部の温度をＴ０まで上げることを特徴とする。
本発明によれば、上下それぞれのプレスロールの熱変形を制御し、高精度にリチウムイオン電池（ＬｉＢ）の電極材を圧縮加工できるロールプレス設備及びその転がり軸受温度制御方法を得ることができる。
本発明のロールプレス設備の実施例１の全体構成を示す図である。 本発明のロールプレス設備の転がり軸受温度制御方法を示すフロー図である。
以下、図示した実施例に基づいて本発明のロールプレス設備及びその転がり軸受温度制御方法を説明する。
図１に、本発明のロールプレス設備の実施例１の全体構成を示す。
該図に示すように、本実施例のロールプレス設備１００は、相対向して配置され、その対向間でリチウムイオン電池（ＬｉＢ）などの二次電池用電極材（薄膜材）を圧縮加工する一対の上側プレスロール１ａ及び下側プレスロール１ｂと、上側プレスロール１ａの両端部のロール軸９を軸支する第一の転がり軸受２ａ及び第二の転がり軸受２ｂと、下側プレスロール１ｂの両端部のロール軸１０を軸支する第三の転がり軸受２ｃ及び第四の転がり軸受２ｄと、第一の転がり軸受２ａ、第二の転がり軸受２ｂ、第三の転がり軸受２ｃ及び第四の転がり軸受２ｄのそれぞれを保持する第一の軸受箱３ａ、第二の軸受箱３ｂ、第三の軸受箱３ｃ及び第四の軸受箱３ｄとを備えている。
また、本実施例のロールプレス設備１００は、上記した第一の転がり軸受２ａ、第二の転がり軸受２ｂ、第三の転がり軸受２ｃ及び第四の転がり軸受２ｄのそれぞれに潤滑油を供給する第一の潤滑油供給路４ａ、第二の潤滑油供給路４ｂ、第三の潤滑油供給路４ｃ及び第四の潤滑油供給路４ｄと、第一の転がり軸受２ａ、第二の転がり軸受２ｂ、第三の転がり軸受２ｃ及び第四の転がり軸受２ｄのそれぞれから潤滑油を回収する第一の潤滑油回収路５ａ、第二の潤滑油回収路５ｂ、第三の潤滑油回収路５ｃ及び第四の潤滑油回収路５ｄと、第一の潤滑油供給路４ａ、第二の潤滑油供給路４ｂ、第三の潤滑油供給路４ｃ及び第四の潤滑油供給路４ｄの途中に設置され、第一の転がり軸受２ａ、第二の転がり軸受２ｂ、第三の転がり軸受２ｃ及び第四の転がり軸受２ｄのそれぞれに供給する潤滑油の温度を調整する第一の潤滑油温度調整手段６ａ、第二の潤滑油温度調整手段６ｂ、第三の潤滑油温度調整手段６ｃ及び第四の潤滑油温度調整手段６ｄとを備えている。
更に、本実施例のロールプレス設備１００は、上記した上側プレスロール１ａ及び下側プレスロール１ｂ表面のそれぞれの中央部（近傍を含む。以下、同じ。）と両端部（近傍を含む。以下、同じ。）の温度を検出する複数（本実施例では６個）の温度センサ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ及び７ｆと、この６個の温度センサ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ及び７ｆで検出された上側プレスロール１ａ及び下側プレスロール１ｂ表面の中央部温度情報Ｔ１及びＴ４、第一の転がり軸受２ａ及び第三の転がり軸受２ｃ側の上側プレスロール１ａ及び下側プレスロール１ｂ表面の端部温度情報Ｔ２及びＴ５、第二の転がり軸受２ｂ及び第四の転がり軸受２ｄ側の上側プレスロール１ａ及び下側プレスロール１ｂ表面の端部温度情報Ｔ３及びＴ６が入力され、それぞれの温度情報Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５及びＴ６に応じて、第一の潤滑油供給路４ａ、第二の潤滑油供給路４ｂ、第三の潤滑油供給路４ｃ及び第四の潤滑油供給路４ｄを介して第一の転がり軸受２ａ、第二の転がり軸受２ｂ、第三の転がり軸受２ｃ及び第四の転がり軸受２ｄに供給されるそれぞれの潤滑油温度の調整指令を第一の潤滑油温度調整手段６ａ、第二の潤滑油温度調整手段６ｂ、第三の潤滑油温度調整手段６ｃ及び第四の潤滑油温度調整手段６ｄに出力する制御手段８とを備えている。
上記した本実施例の制御手段８は、１つの温度センサ７ａで検出された上側プレスロール１ａ表面の中央部温度に、２つの温度センサ７ｂ、７ｃで検出された上側プレスロール１ａ表面の第一の転がり軸受２ａ及び第二の転がり軸受側２ｂの端部温度を一致させるように、第一の潤滑油供給路４ａ及び第二の潤滑油供給路４ｂに配置された第一の潤滑油温度調整手段６ａ及び第二の潤滑油温度調整手段６ｂの目標温度を設定して潤滑油の温度を制御している。
また、上記した本実施例の制御手段８は、１つの温度センサ７ｄで検出された下側プレスロール１ｂ表面の中央部温度に、２つの温度センサ７ｅ、７ｆで検出された下側プレスロール１ｂ表面の第三の転がり軸受２ｃ及び第四の転がり軸受２ｄ側の端部温度を一致させるように、第三の潤滑油供給路４ｃ及び第四の潤滑油供給路４ｄに配置された第三の潤滑油温度調整手段６ｃ及び第四の潤滑油温度調整手段６ｄの目標温度を設定して潤滑油の温度を制御している。
更に、上記した本実施例の制御手段８は、３個の温度センサ７ａと７ｂ及び７ｃで検出された上側プレスロール１ａ表面の中央部と第一の転がり軸受２ａ側の端部及び第二の転がり軸受２ｂ側の端部温度情報Ｔ１とＴ２及びＴ３と、残り３個の温度センサ７ｄと７ｅ及び７ｆで検出された下側プレスロール１ｂ表面の中央部と第三の転がり軸受２ｃ側の端部及び第四の転がり軸受２ｄ側の端部温度情報Ｔ４とＴ５及びＴ６とを任意の時刻に同時（誤差を含む）に取得している。
また、図１に示すように、第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄは、冷却及び加熱対象とする第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄから回収した潤滑油を一時的に保持する保持機能（例えば、潤滑油貯蔵庫等）６ａ３と、設定された目標温度に潤滑油の温度が一致するように冷却又は加熱処理する熱交換機能（例えば、熱交換器等）６ａ２とを備え、更に、第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄは、保持機能６ａ３により保持されて冷却又は加熱処理された潤滑油を、対応する第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを介して対応する第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄに供給する供給機能（例えば、ポンプ等）６ａ１を備えている。
なお、上記した第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄのそれぞれは、保持機能６ａ３と熱交換機能６ａ２及び供給機能６ａ１を１つに纏めて配置しても良いし、保持機能６ａ３と熱交換機能６ａ２及び供給機能６ａ１をそれぞれ別々に配置しても構わない。
次に、上述した本実施例のロールプレス設備１００における転がり軸受温度制御方法について、図２を用いて説明する。
本実施例のロールプレス設備１００における転がり軸受温度制御方法は、第一及び第二の転がり軸受２ａ及び２ｂに支持された上側プレスロール１ａと、第三及び第四の転がり軸受２ｃ及び２ｄに支持された下側プレスロール１ｂとの一対のプレスロールを備えたロールプレス設備１００を用いてリチウムイオン電池（ＬｉＢ）などの二次電池用電極材（薄膜材）を圧縮加工する際に、第一及び第二の転がり軸受２ａ及び２ｂと第三及び第四の転がり軸受２ｃ及び２ｄに供給する潤滑油の温度を制御するに当たって、３個の温度センサ７ａ、７ｂ及び７ｃで検出された上側プレスロール１ａ表面の中央部温度情報及び第一の転がり軸受２ａ側の上側プレスロール１ａ表面の端部温度情報と第二の転がり軸受２ｂ側の上側プレスロール１ａ表面の端部温度情報を取得する第１のステップ（Ｓ１）と、３個の温度センサ７ｄ、７ｅ及び７ｆで検出された下側プレスロール１ｂ表面の中央部温度情報及び第三の転がり軸受２ｃ側の下側プレスロール１ｂ表面の端部温度情報と第四の転がり軸受２ｄ側の下側プレスロール１ｂ表面の端部温度情報を取得する第２のステップ（Ｓ２）と、上側プレスロール１ａ表面の中央部温度に、上側プレスロール１ａの第一の転がり軸受２ａ側の端部温度と第二の転がり軸受２ｂ側の端部温度とが一致するように、第一の転がり軸受２ａ及び第二の転がり軸受２ｂの温度を制御する第３のステップ（Ｓ３）と、下側プレスロール１ｂ表面の中央部温度に、下側プレスロール１ｂの第三の転がり軸受２ｃ側の端部温度と第四の転がり軸受２ｄ側の端部温度とが一致するように、第三の転がり軸受２ｃ及び第四の転がり軸受２ｄの温度を制御する第４ステップ（Ｓ４）を行うものである。
上記した第１、第２、第３及び第４のステップは、６個の温度センサ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ及び７ｆで検出された上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の中央部温度情報、第一及び第三の転がり軸受２ａ及び２ｃ側の上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の端部温度情報、第二及び第四の転がり軸受２ｂ及び２ｄ側の上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の端部温度情報が入力され、それぞれの温度情報に応じて、第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを介して第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄに供給されるそれぞれの潤滑油の温度の調整指令を第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄに出力する制御手段８で行なわれる。
即ち、上記した制御手段８により、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの両端部が熱膨張した時は、その両端部の熱膨張を抑制するために潤滑油の温度設定を低くして冷却し、第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄを冷却して上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの両端部の膨張を抑制して上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の平坦性を保持し、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの中央部が熱膨張した時は、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの両端部を熱膨張させるように潤滑油の温度設定を高くして加熱し、第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄを加熱して上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの両端部を膨張させて上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の平坦性を保持するものである。
具体的には、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の中央部温度がＴ０であり、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄ側の上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の端部温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分高い）である場合には、制御手段８は、第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄに配置された第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄの目標温度をＴ０に設定してΔｔ分下降するように冷却し、第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄを冷却して上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの端部の温度をＴ０まで下げる。
一方、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の中央部温度がＴ０であり、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄ側の上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の端部温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分低い）である場合には、制御手段８は、第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄに配設された第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄの目標温度をＴ０に設定してΔｔ分上昇するように加熱し、第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄを加熱して上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの端部の温度をＴ０まで上げる。
更に詳細に説明すると、上記した制御手段８は、設定された回転速度により上側プレスロール１ａと下側プレスロール１ｂを回転させて、圧縮加工対象物である二次電池用電極材の圧縮加工を開始する。
運転開始してから所定時間経過後に、上側プレスロール１ａ表面の中央部温度情報及び第一の転がり軸受２ａ側及び第二の転がり軸受２ｂ側の端部温度情報と、下側プレスロール１ｂ表面の中央部温度情報及び第三の転がり軸受２ｃ側及び第四の転がり軸受２ｄ側の端部温度情報とを入力部から取得し、それぞれの温度情報に応じて、第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄに配置された第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄで潤滑油の温度を制御する。
その結果、上側プレスロール１ａ表面及び下側プレスロール１ｂ表面の両端部の熱膨張度合いがコントロールされ、上側プレスロール１ａ表面及び下側プレスロール１ｂ表面の平坦性が保持される。
上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの両端部が熱膨張したときは、両端部の熱膨張を抑制するために潤滑油の温度設定を低くして冷却し、その結果、第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄが冷却され、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの両端部の膨張を抑制して上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の平坦性が保持される。
一方、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの中央部が熱膨張したときは、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの両端部を熱膨張させるように潤滑油の温度設定を高くして加熱し、その結果、第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄが加熱され、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの両端部を膨張して上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の平坦性が保持される。
また、本実施例のロールプレス設備１００の運転を開始してから、早い段階においては、第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄの温度が上昇することにより、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の両端部の温度が中央部の温度より上昇する傾向にあり、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面に凹状の微小形状変形を生じることとなる。
上記した制御手段８は、このような状態のときは、次のように制御する。
即ち、上側プレスロール１ａ表面の中央部温度がＴ０であり、上側プレスロール１ａ表面の第一の転がり軸受２ａ側端部の温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分高い）である場合、制御手段８は、第一の潤滑油供給路４ａに配置された第一の温度調整手段６ａの目標温度をＴ０に設定してΔｔ分下降するように潤滑油を温度制御し、この温度制御された潤滑油で第一の転がり軸受２ａを冷却して一方端部の温度をＴ０まで下げる。
なお、本実施例では、上側プレスロール１ａの第一の転がり軸受２ａ側端部について説明したが、下側ロールプレス１ｂについても同様であり、また、第二の転がり軸受２ｂ側端部、第三の転がり軸受２ｃ側端部及び第四の転がり軸受２ｄ側端部についても同様である。
更に、ロールプレス設備１００の運転を継続すると、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの両端部の温度上昇は抑制できるが、今度は、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの中央部の温度が上昇する傾向にあり、凸状の微小形状変形を生じることとなる。
上記した制御手段８は、このような状態のときは、次のように制御する。
即ち、上側プレスロール１ａ表面の中央部温度がＴ０であり、上側プレスロール１ａ表面の第一の転がり軸受２ａ側端部の温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分低い）である場合、制御手段８は、第一の潤滑油供給路４ａに配設された第一の温度調整手段６ａの目標温度をＴ０に設定してΔｔ分上昇するように潤滑油を加熱制御し、この加熱制御された潤滑油で第一の転がり軸受２ａを加熱して一方端部の温度をＴ０まで上げる。
なお、本実施例では、上側プレスロール１ａの第一の転がり軸受２ａ側端部について説明したが、下側ロールプレス１ｂについても同様であり、また、第二の転がり軸受２ｂ側端部、第三の転がり軸受２ｃ側端部及び第四の転がり軸受２ｄ側端部についても同様である。
第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄは、対応する第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄから潤滑油を第一、第二、第三及び第四の潤滑油回収路５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄを介して回収し、それぞれの保持機能６ａ３により、一時的に潤滑油を保持し、熱交換機能６ａ２により潤滑油を冷却処理又は加熱処理する。
この冷却処理又は加熱処理が終了した潤滑油が、供給機能６ａ１により、対応する第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを介して、再び対応する第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄに供給される。
なお、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の中央部及び両端部の温度情報を取得する温度センサ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ及び７ｆに接触タイプを使用するのであれば、温度情報の取得は、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの回転を停止したときでなければならない。
つまり、上側又は下側プレスロール１ａ及び１ｂが回転していると、接触型の温度センサ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ及び７ｆでは、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂを傷つけてしまうが、この点、非接触タイプの温度センサ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ及び７ｆであれば、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂを傷つけることなく、常時、温度情報の取得が可能である。
また、上記した制御手段８は、１つの構成で上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの回転制御と第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄの温度設定を行っても良いし、それぞれを別々の制御手段８で行っても構わない。
このような本実施例によれば、ロールプレス設備１００により、リチウムイオン電池（ＬｉＢ）などの二次電池用電極材（薄膜材）を圧縮加工する際に、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂを軸支する第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄへ供給される潤滑油の温度を調整することにより、対応する第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄの温度を制御することができ、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの両端部の膨張度合いを制御して、第一、第二、第三及び第四の転がり軸受２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄの温度上昇の影響による上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の両端部の熱膨張と、上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂによりリチウムイオン電池（ＬｉＢ）などの二次電池用電極材（薄膜材）を圧縮加工することにより生じる上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂ表面の中央部の温度上昇による熱膨張とにより発生する上側及び下側プレスロール１ａ及び１ｂの微小形状変形を抑制することが可能になり、高精度にリチウムイオン電池（ＬｉＢ）などの二次電池用電極材（薄膜材）を圧縮加工するロールプレス設備１００を実現することができる。
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ている。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、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１ａ…上側プレスロール、１ｂ…下側プレスロール、２ａ…第一の転がり軸受、２ｂ…第二の転がり軸受、２ｃ…第三の転がり軸受、２ｄ…第四の転がり軸受、３ａ…第一の軸受箱、３ｂ…第二の軸受箱、３ｃ…第三の軸受箱、３ｄ…第四の軸受箱、４ａ…第一の潤滑油供給路、４ｂ…第二の潤滑油供給路、４ｃ…第三の潤滑油供給路、４ｄ…第四の潤滑油供給路、５ａ…第一の潤滑油回収路、５ｂ…第二の潤滑油回収路、５ｃ…第三の潤滑油回収路、５ｄ…第四の潤滑油回収路、６ａ…第一の潤滑油温度調整手段、６ｂ…第二の潤滑油温度調整手段、６ｃ…第三の潤滑油温度調整手段、６ｄ…第四の潤滑油温度調整手段、６ａ１…第一の潤滑油温度調整手段の供給機能、６ａ２…第一の潤滑油温度調整手段の熱交換機能、６ａ３…第一の潤滑油温度調整手段の保持機能、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ…温度センサ、８…制御手段、９、１０…ロール軸、１００…ロールプレス設備。

Claims (5)

  1. 相対向して配置され、その対向間でリチウムイオン電池の電極材を圧縮加工する一対の上側及び下側プレスロールと、
    前記上側プレスロールの両端部を軸支する第一及び第二の転がり軸受と、
    前記下側プレスロールの両端部を軸支する第三及び第四の転がり軸受と、
    前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受のそれぞれに供給する潤滑油の温度を調整する第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段と、
    前記上側及び下側プレスロール表面のそれぞれの中央部と両端部の温度を検出する複数の温度センサと、
    複数の前記温度センサで検出された前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度情報、前記第一及び第三の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度情報、前記第二及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度情報が入力され、それぞれの前記温度情報に応じて、前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受に供給されるそれぞれの前記潤滑油の温度の調整指令を前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段に出力する制御手段と、
    前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受のそれぞれに前記潤滑油を供給する第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路と、
    前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受のそれぞれから前記潤滑油を回収する第一、第二、第三及び第四の潤滑油回収路とを備え、
    前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路の途中には、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段が設置されており、
    前記制御手段からの指令を受けて前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段で温度調整されたそれぞれの前記潤滑油が、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路を介して前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受に供給され、
    前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度がＴ０であり、前記上側及び下側プレスロール表面の前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分高い）である場合には、前記制御手段は、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路に配置された前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段の目標温度をＴ０に設定してΔｔ分下降するように冷却し、前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受を冷却して前記上側及び下側プレスロールの端部の温度をＴ０まで下げ、
    一方、前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度がＴ０であり、前記上側及び下側プレスロール表面の前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分低い）である場合には、前記制御手段は、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路に配置された前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段の目標温度をＴ０に設定してΔｔ分上昇するように加熱し、前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受を加熱して前記上側及び下側プレスロールの端部の温度をＴ０まで上げることを特徴とするロールプレス設備。
  2. 請求項１に記載のロールプレス設備であって、
    前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段は、
    冷却及び加熱対象とする前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受から回収した前記潤滑油を一時的に保持する保持機能と、
    設定された目標温度に前記保持機能に一時的に保持された前記潤滑油の温度が一致するように冷却又は加熱処理する熱交換機能と、を備えていることを特徴とするロールプレス設備。
  3. 請求項２に記載のロールプレス設備であって、
    前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段は、
    前記保持機能により保持されて冷却又は加熱処理された前記潤滑油を、対応する前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路を介して対応する前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受に供給する供給機能を備えていることを特徴とするロールプレス設備。
  4. 請求項３に記載のロールプレス設備であって、
    前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段は、
    前記保持機能と前記熱交換機能及び前記供給機能が１つに纏めて配置されているか、
    若しくは前記保持機能と前記熱交換機能及び前記供給機能がそれぞれ別々に配置されていることを特徴とするロールプレス設備。
  5. 第一及び第二の転がり軸受に支持された上側プレスロールと、第三及び第四の転がり軸受に支持された下側プレスロールとの一対のプレスロールを備えたロールプレス設備を用いてリチウムイオン電池の電極材を圧縮加工する際に、前記第一及び前記第二の転がり軸受と前記第三及び前記第四の転がり軸受に供給する潤滑油の温度を制御するに当たって、
    複数の温度センサで検出された前記上側プレスロール表面の中央部温度情報及び前記第一の転がり軸受側の前記上側プレスロール表面の端部温度情報と前記第二の転がり軸受側の前記上側プレスロール表面の端部温度情報を取得する第１のステップと、
    複数の温度センサで検出された前記下側プレスロール表面の中央部温度情報及び前記第三の転がり軸受側の前記下側プレスロール表面の端部温度情報と前記第四の転がり軸受側の前記下側プレスロール表面の端部温度情報を取得する第２のステップと、
    前記上側プレスロール表面の中央部温度に、前記上側プレスロールの前記第一の転がり軸受側の端部温度と前記第二の転がり軸受側の端部温度とが一致するように、前記第一の転がり軸受及び前記第二の転がり軸受の温度を制御する第３のステップと、
    前記下側プレスロール表面の中央部温度に、前記下側プレスロールの前記第三の転がり軸受側の端部温度と前記第四の転がり軸受側の端部温度とが一致するように、前記第三の転がり軸受及び前記第四の転がり軸受の温度を制御する第４のステップと、を行い、
    前記第１、第２、第３及び第４のステップは、複数個の前記温度センサで検出された前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度情報、前記第一及び第三の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度情報、前記第二及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度情報が入力され、それぞれの前記温度情報に応じて、第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路を介して前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受に供給されるそれぞれの前記潤滑油の温度の調整指令を第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段に出力する制御手段で行い、
    前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度がＴ０であり、前記上側及び下側プレスロール表面の前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分高い）である場合には、前記制御手段は、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路に配置された前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段の目標温度をＴ０に設定してΔｔ分下降するように冷却し、前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受を冷却して前記上側及び下側プレスロールの端部の温度をＴ０まで下げ、
    一方、前記上側及び下側プレスロール表面の中央部温度がＴ０であり、前記上側及び下側プレスロール表面の前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受側の前記上側及び下側プレスロール表面の端部温度がＴ１（Ｔ０よりΔｔ分低い）である場合には、前記制御手段は、前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油供給路に配置された前記第一、第二、第三及び第四の潤滑油温度調整手段の目標温度をＴ０に設定してΔｔ分上昇するように加熱し、前記第一、第二、第三及び第四の転がり軸受を加熱して前記上側及び下側プレスロールの端部の温度をＴ０まで上げることを特徴とするロールプレス設備の転がり軸受温度制御方法。
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