KR101967816B1 - 주름 발생 방지 장치를 가지는 롤프레스기와 롤프레스 방법 - Google Patents

주름 발생 방지 장치를 가지는 롤프레스기와 롤프레스 방법 Download PDF

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Abstract

[과제] 전극판의 도공부와 미도공부에서 롤프레스 작업에 의해 발생하는, 주름의 발생을 억제하는 주름 발생 방지 장치를 구비한 롤프레스기 및 롤프레스 방법을 제공한다.
[해결 수단] 프레스롤에 프레스롤보다 소경인 작업롤을 가압하여, 미도공부가 프레스롤과 작업롤 사이에서 연신 가능하게 되고, 추가로 상기 작업롤이 폭 방향에서 균일한 가압력에 의해 상기 미도공부를 가압 가능하도록, 상기 작업롤을, V자형으로 배치한 2개의 보강롤로 보지하였다.

Description

주름 발생 방지 장치를 가지는 롤프레스기와 롤프레스 방법
본 발명은 리튬 이온 전지 등의 활물질을 하나 또는 복수 조(條) 도공(塗工)한 전극판의 주름 발생을 방지하는 장치를 가지는 롤프레스기와 롤프레스 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에 나타내어지는 바와 같이, 롤프레스 후의 도공부의 길이와 미도공부의 길이를 동일하게 하기 위하여, 프레스롤기의 입구측에 미도공부만을 연신하는 가공롤을 배치하고, 미도공부에 가공롤을 가압하여, 가공롤의 표면에 만들어진 미소한 요철 단차에 의해, 미도공부에 요철 단차를 전사하는 것이 기술되어 있다.
특허문헌 2에는, 전극판을 롤프레스하기 위하여, 프레스용 롤 위치가 전극판의 이동 방향으로 어긋나게 배치되고, 추가로 프레스용 롤이 도공부만을 프레스 가능하도록 분할한 프레스용 롤을 가지는 전극판 프레스 장치가 제안되어 있다. 전극판의 이동 방향으로 어긋나게 배치된 프레스용 롤의 사이에 미도공부만을 프레스 가능한 가이드 롤러를 배치하여, 미도공부의 주름 발생을 막는 것이 기술되어 있다.
특허문헌 3에는, 전극 재료의 반송 방향으로 간격을 두고 배치된 가이드롤 사이에서 장력이 걸린 전극 재료의 미도공부만 가압롤을 가압하여 미도공부를 연신시키고, 그 후에 전극 재료를 롤프레스하고, 추가로 그 후 미도공부를 연신시키는 것이 기재되어 있다.
일본공개특허 특개2012-79592호 공보 일본공개특허 특개2008-226502호 공보 일본공개특허 특개2014-220113호 공보
리튬 이온 전지는, 알루미늄이나 구리의 소재로 된 전극박의 표면에 전기 에너지를 모으는 것이 가능한 리튬 금속 등의 활물질을 길이 방향으로 복수 조 도공하여 만들어지고 있다. 활물질이 복수 조 도공된 전극판은 전지로서 조립되었을 때 접속 단자부가 되는 미도공부를 가지고 있다. 전극판은 폭 방향에 도공부와 미도공부를 띠 형상으로 가지고 있으므로, 도공부와 미도공부를 동시에 프레스롤로 프레스하면, 도공부가 프레스용 롤에 끼워져 얇아지고, 그 때 활물질과 금속박이 얇아져, 길이 방향으로 보다 길게 연신한다. 그러나, 미도공부는 두께가 도공부보다 얇으므로, 프레스용 롤에 끼워지지 않는다. 그 때문에, 길이 방향으로 연신하는 경우가 없으므로, 전극판은 폭 방향의 띠 형상으로 연신하여 길어진 부분과 연신하지 않아 길이가 변하지 않는 부분이 동거하기 때문에, 도공부의 연신에 의해 길어진 부분이 주름이 되어 나타난다. 발생한 주름에 의해, 반송, 권취(卷取)의 공정에 있어서, 깊은 주름이나 균열로 발전하여, 반송 권취를 할 수 없게 될 우려가 있다. 이 과제를 해결하기 위하여 다양한 방법이 제안되어 왔다.
특허문헌 1의 수단을 이용하면, 미도공 부분을 프레스하는 전용의 가공롤을 배치하고, 그 가공롤 표면에는 요철의 단차를 만들어 미도공부에 눌러, 미도공의 금속박에 요철 단차로 신장을 부여하고자 하는 것이다. 금속박의 두께는 10 내지 20 미크론으로 얇으므로, 가공롤 표면에 만드는 요철도 금속박에 구멍이나 균열을 발생시키지 않기 위해서는, 요철량을 미세하게 할 필요가 있다. 또한, 미세하게 가공한 요철을 상하 가공롤로 프레스하기 위해서는, 요철의 위치를 정확하게 맞추지 않으면, 상하의 요철이 간섭할 우려가 있다. 10 내지 20 미크론의 금속박을 전용의 프레스기로 요철의 모양을 만드는 경우라도, 고정밀도의 금형이 필요해진다. 가공롤을 보지(保持)하는 베어링 등에 간극이 필요한 롤로 행하는 것은 곤란하다고 생각할 수 있다.
특허문헌 2의 수단을 이용하면, 특허문헌 1과 동일하게, 미도공부를 전용으로 프레스하는 가이드롤이 배치되어 있다. 이 가이드롤은 전극판을 외측으로 잡아당기는 힘을 발생시키는 목적에서, 전극판의 이동 방향에 대하여, θ도 기울여 배치하는 것이 제안되어 있다. 즉, 좌우의 가이드롤은 독립적으로 회전 축심을 가지고, 금속박을 프레스하는 구조로 되어 있다. 이 경우, 좌우의 가이드롤의 가압력에 차가 발생하면, 금속박의 두께가 얇으므로 신장의 차에 의해 전극판이 구부러져, 사행이 발생할 우려가 있다. 분할된 좌우의 가이드롤을 속도, 프레스력 등 사행 등이 발생하지 않도록 정확하게 제어하는 위해서는 상당히 복잡하고 고가인 장치를 제작할 필요가 있다.
특허문헌 3은, 장력을 걸어 두어, 롤프레스 전후에 있어서의 압연과, 롤프레스에 의한 압연을 밸런스를 이루게 하는 것을 제안하고 있으나, 이용되는 작업롤은, 전극 재료의 편측만이고, 두께가 매우 얇은 금속박인 경우에 대응하는 것이 곤란해지는 경우가 상도(想到)된다.
본 발명은, 상기의 문제를 감안하여, 두께가 매우 얇은 금속박인 경우에도 대응할 수 있고, 한 장의 장척(長尺)의 전극박에 활물질을 하나 또는 복수 조 도공한 전극판의 롤프레스에 의한 도공부와 미도공부의 신장의 차에 의한 주름의 발생을 억제하는 기능을 간편한 기구로 달성할 수 있는 롤프레스기와 롤프레스 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 구체적으로는, 전극박에 활물질을 도공한 도공부와 상기 활물질이 도공되어 있지 않은 복수 조의 미도공부를 가지는 전극판을, 상하 한 쌍의 프레스롤로 롤프레스하는 롤프레스기에 있어서,
어느 일방의 프레스롤과 세트로 되고, 상기 미도공부를 당해 프레스롤에 가압하는, 작업롤과 당해 작업롤을 보강하는 보강롤을 구비하여 구성된 주름 발생 방지 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤프레스기를 제안한다.
본 발명은, 상술된 롤프레스기에 있어서, 어느 일방의 프레스롤과 세트로 된 주름 발생 방지 수단이, 소경(小徑)의 작업롤과, 당해 작업롤을 보강하는, 당해 작업롤의 직경보다 대경인 보강롤을 구비하고, 상기 보강롤이 V자형으로 배치된 2개의 보강롤로 구성된 것을 특징으로 하는 롤프레스기를 제안한다.
본 발명은, 상술된 롤프레스기에 있어서, V자형으로 배치된 2개의 보강롤 중 1개의 보강롤이, 작업롤이 접촉하지 않는 타방의 프레스롤에 접촉하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 롤프레스기를 제안한다.
본 발명은, 상술된 특징으로 하는 롤프레스기에 있어서, 상기 작업롤이 상기 미도공부를 가압한 상태에서, 당해 작업롤을 축 방향으로 이동 가능하게 한 롤 이동 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 롤프레스기를 제안한다.
본 발명은, 전극박에 활물질을 도공한 도공부와 상기 활물질이 도공되어 있지 않은 복수 조의 미도공부를 가지는 전극판을, 상하 한 쌍의 프레스롤로 롤프레스하고, 상하 한 쌍의 작업롤을 구비하고, 적어도 일방의 작업롤이 소경의 작업롤이 되고, 당해 작업롤과, 당해 작업롤을 보강하는, 당해 작업롤의 직경보다 대경인 보강롤을 구비하여 구성된 주름 발생 방지 수단이 2대 세트로 설치되어, 전극박의 미도공부에 있어서의 주름 발생을 방지하는 주름 발생 방지 방법에 있어서,
도공부를 한 쌍의 프레스롤로 롤프레스하기 전에, 상기 소경의 작업롤을 가지는 한 쌍의 작업롤에 의해 상기 미도공부를 압연하고, 그 후의 상하 한 쌍의 프레스롤의 롤프레스에 의한 도공부의 압연을 행하고, 당해 도공부의 압연 후에, 상기 소경의 작업롤을 가지는 다른 상하 한 쌍의 작업롤에 의해 압연하여, 쌍방의 상하 한 쌍의 작업롤에 의한 압연과 상하 한 쌍의 프레스롤의 롤프레스에 의한 도공부의 압연을 밸런스를 이루게 하는 것을 특징으로 하는 전극박의 미도공부에 있어서의 주름 발생을 방지하는 주름 발생 방지 방법을 제안한다.
본 발명에 의하면, 미도공부를 당해 프레스롤에 가압하는, 상기 프레스롤보다 소경인 작업롤과, 당해 작업롤을 보강하는, 당해 작업롤의 직경보다 대경인 보강롤을 구비하여 구성된 주름 발생 방지 수단이 제공되어, 두께가 매우 얇은 금속박인 경우에도 대응할 수 있고, 한 장의 장척의 전극박에 활물질을 하나 또는 복수 조 도공한 전극판의 롤프레스에 의한 도공부와 미도공부의 신장의 차에 의한 주름의 발생을 억제하는 기능을 간편한 기구로 달성할 수 있는 롤프레스기와 롤프레스 방법을 제공할 수 있다.
롤프레스기 내에 새롭게 배치한 주름 발생 방지 수단에 의해 상기 미도공부를 프레스 가압함으로써 압연하고, 그 후의 상하 한 쌍의 프레스롤의 롤프레스에 의한 도공부의 압연에 밸런스를 이루게 할 수 있고, 예를 들면 작업롤에 의해 전극판의 미도공부의 전극박에 신장을 부여하고, 계속해서 대경의 프레스용 롤로 도공부의 전극박에 신장을 부여할 수 있게 된다. 즉, 롤프레스기 내에서 전극판의 도공부와 미도공부에서 신장의 차에 의한 주름을 발생시키지 않고 롤프레스가 가능해져, 주름이 없는 상태로 통판(通板), 권취 공정으로 이동할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예인 롤프레스 설비의 전체 개요를 나타내는 도이다.
도 2는, 복수 조의 활물질을 스트라이프 형상으로 도공한 전극판의 예를 나타내는 도이다.
도 3은, 전극판의 단면을 나타내는 도이다.
도 4는, 활물질을 스트라이프 형상으로 도공한 전극판의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 5는, 주름 발생 방지 장치의 전체 구조를 나타내는 도이다.
도 6은, 주름 발생 방지 장치의 작업롤의 휨을 나타내는 도이다.
도 7은, 작업롤과 상측 프레스롤 사이에 발생하는 간극에 대하여 설명하는 도이다.
도 8은, 간극이 롤의 축 방향의 중심으로부터의 거리가 변할 때마다 변화하는 상태를 나타내는 도이다.
도 9는, 보강롤을 하측 프레스롤에 축 방향 전체 길이에서 접촉시킨 상태를 나타내는 도이다.
도 10은, 작업롤이 2조의 도공부를 가지는 전극판을 연신시키기 위하여, 접촉한 상태를 모식화하여 나타내는 도이다.
도 11은, 작업롤을 축 방향으로 이동시키는 수단으로서, 축 이동 수단을 구비한 예를 나타내는 도이다.
도 12는, 본 발명의 실시예의 운전 플로우 차트를 나타내는 도이다.
도 13은, 소경롤 사용에 의한 금속박 압연과 프레스롤에 의한 금속박 압연을 밸런스를 이루게 하는 방법을 나타내는 도이다.
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예인 롤프레스 설비의 전체 개요를 나타낸다. 롤프레스기(100)의 입구측에는 리튬 이온 전지 전극판(300)이 코일 형상으로 감긴 프레스 전의 코일을 장착하는 코일 권출기(151)가 설치되고, 롤프레스기(100)의 출구측에는 롤프레스 후의 전극판(300)을 코일 형상으로 권취하는 코일 권취기(152)가 설치되어 있다.
롤프레스기(100)에는 상측 프레스롤(101)과 하측 프레스롤(102)을 구비하고, 금속박(301) 표면에 활물질(302)이 도공된 전극판(300)을 상측 프레스롤(101)과 하측 프레스롤(102)의 사이를 가압하면서 통과시켜, 활물질(302)의 압축 가공을 행한다. 롤프레스기(100)에는 상측 프레스롤(101)과 하측 프레스롤(102)의 사이의 가압을 제어하는 압하 장치(103)와 상하측 프레스롤(101, 102)을 보지하는 베어링 상자(104)와 프레스 가압을 받치는 하우징(105)이 구비되어 있다.
그리고, 본 실시예에서는, 롤프레스기(100) 내에 상측 프레스롤(101)과 접하여, 전극판(300)을 가압 프레스하는 주름 발생 방지 장치(200)가 입구측 및 출구측에 설치되어 있다. 주름 발생 방지 장치(200)의 상세에 대해서는 후술한다.
도 2는, 2조의 활물질을 스트라이프 형상으로 도공한 전극판의 예를 나타내는 도이다. 도 2의 (a)는 평면을 나타내고, 도 2의 (b)는 전극판(300)의 단면을 나타낸다.
전극판(300)은 일례로서 리튬 이온 전지의 것을 예시하나, 띠 형상의 전극박(301)(알루미늄박, 구리박 등)의 표면에 도 2에 나타내는 바와 같이 복수 조의 활물질(302a, 302b)을 스트라이프 형상으로 도공한다. 미도공부는 전지에 조립되는 과정에서 접속 단자부가 되므로 활물질(302)은 도공되지 않고, 전극박(301)이 노출되어 있다. 활물질(302)이 2조인 경우에는, 전극판(300)에는 미도공부가 전극판(300)의 단부(端部)(301a, 301b)와 중앙부(301c)가 미도공부가 된다. 도 2의 (b)에 나타내는 전극판(300)의 단면도에서는 두께를 가지고 기재되어 있다.
도 3은, 활물질(302)이 3조인 경우로서, 전극판(300)의 양단부(301a, 301b)가 미도공부가 되고, 중앙측에서 활물질(302)의 사이에 2개의 미도공부(301c, 301d)가 형성되어, 미도공부는 4열이 된다.
도 4는, 활물질을 스트라이프 형상으로 도공한 전극판의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 4의 (a)는, 활물질(302)이 1조인 경우로서, 전극판(300)에는 미도공부가 전극판(300)의 양단부(301a, 301b)가 미도공부가 된다. 도 4의 (b)는, 활물질(302)이 1조인 경우로서, 전극판(300)에는 미도공부가 전극판(300)의 편단부(301)가 미도공부가 된다.
도 2~도 4에 나타내어지는 바와 같이, 활물질을 스트라이프 형상으로 도공한 전극판의 예는 여러 종류 있으나, 이하, 도 2에 나타내어지는 2조의 활물질을 스트라이프 형상으로 도공한 전극판의 예를 들어 설명한다.
활물질(302)이 2조로 스트라이프 형상으로 도공된 도 2에 나타내어진 전극판(300)을 프레스하는 경우의 주름 발생 방지 장치(200)의 상세와 롤프레스 방법을 설명한다.
도공부와 미도공부를 가지는 전극판(300)을 상하측 프레스롤(101, 102)에 의해 압축 가공한 경우에는, 배경 기술란에서 기술한 바와 같이, 전극박(301)의 활물질(302a, 302b)에 집중적으로 압축 하중이 걸려, 도공부의 전극박(301)이 연신하고, 미도공부(301a, 301b, 301c)는 연신하지 않는다. 전극판(300)의 폭 방향에서 롤프레스에 의한 신장의 차에 의해, 주름이 발생한다. 이 주름이, 전극판(300)을 권취기(152)로 권취할 때, 파단이나 권취 불량 등의 원인이 된다.
본 실시예에서는, 이하 기술하는 주름 발생 방지 장치(200)를 롤프레스기(100) 내에 구비함으로써, 용이하게 미도공부를 연신시켜, 주름의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.
도 5 내지 도 11은, 주름 발생 방지 장치(200)를 설명하는 도이다.
도 5는, 주름 발생 방지 장치의 전체 구조를 나타내는 도이다.
도 6은, 주름 발생 방지 장치의 작업롤의 휨을 나타내는 도이다.
도 5, 도 6에 있어서, 본 실시예의 주름 발생 방지 장치(200)는, 주요 구성요소로서, 상측 프레스롤(101)에 가압하고, 전극판(300)의 미도공부를 연신하는 작업롤(201), 작업롤(201)을 가압력에 의해 휘지 않게 하기 위하여 배면으로부터 보지하는 보강롤(202), 보강롤(202)을 받치는 베어링 프레임(203), 베어링 프레임(203)이 원활하게 전후로 이동 가능하게 하는 슬라이더(204), 작업롤에 전극판(300)을 연신시키는 가압력을 부여하는 유압 실린더(205), 보강롤(202b)을 하측 프레스롤(102)에 가압하는 실린더(206)와 슬라이더(204)가 전후로 이동 가능하게 하는 레일 가이드(207)를 구비하고 있다.
작업롤(201)을 받치는 2개의 보강롤(202)은 상측으로부터 보지하는 상측 보강롤(202a)과 하측으로부터 보지하는 하측 보강롤(202b)로 구성되고, V 자형 배치로 되어 있다.
어느 일방의 프레스롤과 세트로 된 주름 발생 방지 수단은, 작업롤과, 당해 작업롤을 보강하는 보강롤을 구비하여 구성된다. 작업롤의 직경이 보강롤의 직경과 동일하게 되는 경우에는, 3개의 보강롤이 사용된다. 바람직하게는, 어느 일방의 프레스롤과 세트로 된 주름 발생 방지 수단이, 소경의 작업롤과, 당해 작업롤을 보강하는, 당해 작업롤의 직경보다 대경인 보강롤을 구비하여 구성된다.
작업롤(201)의 상하에 배치된 2개의 보강롤(202)은 각각의 롤 중심선이 평행이 되도록 배치된다. 평행한 2개의 보강롤(202)에 끼워진 작업롤(201)도 2개의 보강롤(202)을 따라 평행하게 배치된다.
작업롤(201)은, V자형 배치의 보강롤(202)에 의해 상하로부터 끼워지도록 보지되어 있으므로, 미도공부가 불연속으로 있어, 불연속의 가압력이 작업롤(201)에 발생해도, 항상 정확한 진직도(眞直度)를 유지할 수 있다. 작업롤만의 배치에 의해서도 효과를 얻을 수 있으나, 보강롤을 설치함으로써, 극히 소경의 작업롤을 이용하는 것이 가능해져, 두께가 매우 얇은 미도공부를 안전, 확실하게 연신할 수 있어, 큰 효과를 얻을 수 있다.
보강롤(202)을 설치하지 않고, 작업롤(201)의 양단에 베어링 상자를 가지고 가압력을 가한 경우, 도 6에 나타내는 바와 같은 작업롤(201)의 휨에 의해, 도 2에서 나타낸 전극판(300)의 미도공부(301a, 301b, 301c)에 상이한 가압력이 발생하여, 미도공부를 동일한 길이로 연신시킬 수 없게 될 우려가 생긴다. 불연속의 미도공부를 동일한 길이로 연신시키기 위해서는, 작업롤(201)에 휨을 발생시키지 않고, 진직도를 항상 바르게 유지하는 것은 매우 중요하다. 작업롤(201)을 V자 방향으로부터 받치는 보강롤(202)을 구비한 것에 의해 이것이 가능해진다.
도 7은, 작업롤과 상측 프레스롤 사이에 발생하는 간극에 대하여 설명하는 도이다.
도 8은, 간극이 롤의 축 방향의 중심으로부터의 거리가 변할 때마다 변화하는 상태를 나타내는 도이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 작업롤(201)이 상측 프레스롤(101)에 대하여, 축심에서 기울기가 생긴 경우, 작업롤(201)과 상측 프레스롤(101) 사이의 간극이, 도 8에 나타내는 바와 같이 롤의 축 방향의 중심으로부터의 거리가 변할 때마다 변화한다. 도 2에 나타내어지는 전극판(300)을 연신시키면, 미도공부(301a, 301b, 301c)에 상이한 가압력이 발생하여, 미도공부를 동일한 길이로 연신시킬 수는 없다. 전극박(301)의 두께가 매우 얇으므로, 미소한 축심의 기울기가 발생해도 전극판(300)의 폭 방향에서 신장의 차가 발생하기 쉽다.
이 과제를 해결시키기 위하여, 도 5, 도 9에 나타내는 바와 같이 하측 보강롤(202b)을 하측 프레스롤(102)에 축 방향 전체 길이에서 접촉시킨다. 상하측 프레스롤(101, 102)은 평행, 수평으로 배치되어 있으므로, 하측 프레스롤(102)과 하측 보강롤(202b)이 축 방향 전체 길이에서 접촉하면, 작업롤(201)과 상측 프레스롤(101)의 축심은 평행이 유지된다.
하측 프레스롤(102)이 상하로 이동해도 하측 보강롤(202b)을 하측 프레스롤(102) 사이에서 동일한 접촉 상태를 유지하기 때문에, 보강롤(202)을 받치는 베어링 프레임(203)을 가압 실린더(206)에 의해 하측 프레스롤(102)방향으로 확실히 가압한다. 압하 장치(103)에 의해 하측 프레스롤(102)이 미소하게 상하 이동해도, 하측 프레스롤(102)의 축심과 함께 하측 보강롤(202b)의 축심도 추종하여, 평행하게 이동한다.
보강롤(202)을 배치한 것에 의해, 작업롤(201)의 상측 프레스롤(101)에 대한 2방향, 도 9에서 나타내는 X축, Y축의 평행을 항상 유지할 수 있게 되어, 극히 얇은 전극박(301)을 폭 방향에서 균일한 가압력으로 가압할 수 있다. 이에 의해, 동일한 신장 길이의 압연이 가능해진다.
하측 프레스롤(102)과 하측 보강롤(202b)이 접촉한 것에 의해, 하측 프레스롤(102)의 회전력이 하측 보강롤(202b)에 전해진다. 또한, 하측 보강롤(202b)로부터 작업롤(201)에 전해진다. 회전 방향도 하측 보강롤(202b)이 아이들롤의 작용을 하여, 상측 프레스롤(101)과 작업롤(201) 사이로 전극판(300)이 말려 들어가는 방향의 회전이 되어, 상측 프레스롤(101)과 작업롤(201) 사이에서 압연과 동일하게 2개의 롤로 재료를 연신시킬 수 있다.
다음에, 출구측에 설치한 주름 발생 방지 장치(200)에 대하여 설명한다.
상측 프레스롤(101)의 입, 출구측 방향으로 주름 발생 방지 장치(200)를 배치하고, 작업롤(201)을 2개의 보강롤로 보지하고, 추가로 하측 보강롤(202b)과 하측 프레스롤(102)을 축 방향으로 항상 접촉시킴으로써, 상측 프레스롤(101)과 상측 보강롤(202a) 사이에서 정확하고 안정된 압연이 가능해진다.
입구측의 주름 발생 방지 장치(200)에서는 상측 보강롤(202a)은 작업롤(201)로부터 회전이 전해지고, 작업롤(201)과 상측 보강롤(202a)이 반대 방향으로 회전하고, 작업롤(201)과 상측 보강롤(202a) 사이에서 압연되는 전극판(300)에 대하여, 상측 보강롤(202a)은 장력을 부여하는 방향으로 회전한다. 게다가 상측 보강롤(202a)의 회전에 의해, 전극판(300)은 일정한 장력을 가지고 미도공부의 압연이 가능해진다. 그러나, 출구측의 주름 발생 방지 장치(200)에서는 작업롤(201)과 상측 보강롤(202a) 사이에서, 전극판(300)에 늘어짐을 만드는 방향으로 상측 보강롤(202a)이 회전하므로, 출구측의 코일 권취기(152)의 장력을 이용한다.
도 9는, 보강롤을 하측 프레스롤에 축 방향 전체 길이에서 접촉시킨 상태를 나타내는 도이다.
도 9에 나타낸 X축, Y축, Z축에 대하여 설명한다. X축, Y축에 관하여 상술하였다. Z축에 관하여 이하 기술한다. Z축은, 작업롤(201)의 축 방향을 가리키고, 작업롤(201)과 전극판(300)이 접한 축 방향의 위치에 있어서 과제가 발생한다.
도 10은, 작업롤이 2조의 도공부를 가지는 전극판을 연신시키기 위하여, 접촉한 상태를 모식화하여 나타내는 도이다.
도 10에는, 작업롤(201)이 2조의 도공부(302)를 가지는 전극판(300)을 연신시키기 위하여, 접촉한 상태를 모식화한 것이다. 전극판(300)의 미도공부(301)를 연신시키고, 도공부(302)를 연신시키지 않기 위해서는, 미도공부(301)에 접하는 부분만 작업롤(201)의 롤 직경을 도공부(302)와 접하는 부분보다 굵은 직경부(201a)로 해야만 한다. 도공부와 접하는 부분(201b)은 도공부(302)와 접하는 직경보다 약간 가늘다.
전극판(300)의 중심이 전극판(300)의 사행으로 롤프레스기(100)의 중심과 어긋난 경우는 작업롤(201)의 굵은 직경부(201a)와 미도공부(301)의 위치가 어긋나 버린다. 그 경우, 도공부(302)의 단부가 가압되고, 반대측의 미도공부(301)는 연신되지 않을 우려가 있다. 전극판(300)을 전혀 사행시키지 않고, 롤프레스기(100) 내을 통판시키는 것은 어려우므로 전극판(300)의 중심의 이동에 추종하여, 작업롤(201)을 축 방향으로 이동시키는 것이 필요하게 된다.
도 11은, 작업롤을 축 방향으로 이동시키는 수단으로서, 축 이동 수단을 구비한 예를 나타내는 도이다.
작업롤(201)을 축 방향으로 이동시키는 수단으로서, 도 11에 나타내는 바와 같은 축 이동 수단을 구비한다. 전극판(300)의 중심과 롤프레스기(100)의 중심의 어긋남량을 정확하게 측정하기 위하여, 롤프레스기의 기준인 하우징(105)에 사행 센서(208)를 장착하고, 전극판(300)의 단부 위치를 측정하여, 전극판(300)의 어긋남량을 구한다. 구해진 전극판(300)의 중심과 롤프레스기(100)의 중심의 어긋남량으로부터, 작업롤(201)의 축 방향의 중심이 있어야 하는 위치를 구한다.
롤프레스기(100)의 베어링 상자(104)의 일부에 작업롤(201)을 축 방향으로 이동시킬 수 있는 축 센터링 기구(209)를 구비하고 있다. 사행 센서(208)로부터의 측정 신호에 따라, 축 센터링 기구(209)에 의해, 작업롤(201)을 축 방향으로 이동시키는 것이 가능해진다. 이 기구에 의해, 전극판(300)이 축 방향으로 이동해도, 미도공부(301)를 작업롤(201)의 굵은 직경부(201a)로 정확하게 가압 가능해진다.
도 12는, 본 발명의 실시예의 운전 플로우 차트를 나타내는 도이다.
주름 발생 방지 장치(200)의 운전 방법에 대하여, 도 12의 운전 플로우 차트에 따라 설명한다. 상하측 프레스롤(101, 102)을 교환한 후부터의, 운전의 흐름을 기재한다. 먼저, 슬라이더(204)를 상측 프레스롤(101)에 접근시키기 위하여, 유압 실린더(205)에 기름을 흐르게 한다(S1). 작업롤(201)이 상측 프레스롤(101)에 접촉하는 위치까지 슬라이더(204)를 이동시키고, 슬라이더(204)를 상측 프레스롤(101)에 접근시킨다(S2). 하측 보강롤(202b)을 하측 프레스롤(102)과 보강롤(202b)이 접촉하도록 가압하고(S3), 실린더(206)에 통유(通油)한다(S4). 상하측 프레스롤(101, 102)과 작업롤(201)과 하측 보강롤(202b)의 4개의 롤이 확실히 접촉한 것을 확인한다(S5).
상측 프레스롤(101)에 대한 작업롤(201)의 가압력은 작게 조정한다(S6). 상하측 프레스롤(101, 102)을 소정의 속도로 회전시킨다(S7). 회전시키면서, 압하 장치(103)를 움직여, 프레스력을 발생시킨다. 전극판(300)을 코일 권출기(151)로부터 내보내고, 롤프레스기(100)를 통판하여(S8), 출구측에 있는 코일 권취기(152)로 권취한다(S9). 도공부(302)에 대한 프레스력을 높이면서, 주름의 발생을 확인하면서, 작업롤(201)의 미도공부(301)에 대한 가압력과 유압 실린더(205)의 유압력을 조정한다(S10).
전극판(300)을 통판하면서, 전극판(300) 단부를 사행 센서(208)로 측정한다. 전극판(300)의 중심과 롤프레스기(100)의 중심에 어긋남이 발생하면, 축 센터링 기구(209)를 이용하여, 전극판(300)의 미도공부(301)와 작업롤(201)의 굵은 직경부(201a)의 위치를 자동적으로 맞춘다.
주름 발생 방지 장치(200)를 롤프레스기(100)의 입구측과 출구측 양방에 배치하는 것이 바람직하다. 입구측의 주름 발생 방지 장치(200)에서 도공부(302)의 프레스에 의한 연신으로 신장하는 길이의 절반의 신장을 미도공부(301)에 부여하고, 나머지 절반의 신장을 출구측의 주름 발생 방지 장치(200)에 의해 부여한다. 또는, 입구측의 주름 발생 방지 장치(200)에서 도공부(302)의 프레스에 의한 연신으로 신장하는 길이의 절반만 부여하는 것만으로도, 통판이나 권취에 영향을 주는 주름의 발생을 막을 수 있게 된다.
도 13은, 소경롤 사용에 의한 금속박 압연과 프레스롤에 의한 금속박 압연을 밸런스를 이루게 하는 방법을 나타내는 도이다. 여기서, 쌍방의 압연을 밸런스를 이루게 한다란, 쌍방의 압연에 의한 연신의 신장의 차를 없애도록 하여, 연신의 신장을 동등하게 하는 것이다.
도 13에 있어서, 밸런스를 이루게 하는 방법은, 단계 1부터 단계 4까지의 단계로 이루어진다. 단계 1에 있어서, 금속박(301)에 활물질이 도공된, 도면에 나타내는 전극판(300)이 준비된다.
전극박에 활물질을 도공한 도공부와 활물질이 도공되어 있지 않은 복수 조의 미도공부를 가지는 전극판을, 상하 한 쌍의 프레스롤로 롤프레스하고, 상하 한 쌍의 작업롤을 구비하고, 적어도 일방의 작업롤이 소경의 작업롤이 되고, 당해 작업롤과, 당해 작업롤을 보강하는, 당해 작업롤의 직경보다 대경인 보강롤을 구비하여 구성된 주름 발생 방지 수단이 2대 세트로 설치된다.
소경의 작업롤에 대치하여 배치되는 타측의 작업롤에는, 동일 형태의 소경롤이 사용될 수 있다. 타측의 작업롤로는, 상측 프레스롤 또는 하측 프레스롤의 어느 것을 겸용하여 사용할 수 있다. 동일 형태의 소경롤이 사용되는 경우에는, 타측에는, 소경의 작업롤과, 이 작업롤을 보강하는, 작업롤의 직경보다 대경인 보강롤이 V자 형상으로 하여 배치된다.
단계 2에 있어서, 도공부를 한 쌍의 프레스롤로 롤프레스하기 전에, 소경의 작업롤을 가지는 한 쌍의 작업롤에 의해 미도공부(301a, 301b, 301c)를 압연한다.
이 경우의 압연은, 소경롤에 의한 전(前)압연이 되고, 압연량은 A1이 된다.
단계 3에 있어서, 그 후에, 상하 한 쌍의 프레스롤의 롤프레스에 의한 도공부(302)의 압연(프레스 압연)이 행해진다. 이 경우의 압연은 프레스롤에 의한 금속박(302a, 302b)의 압연이 되고, 각 압연량은 B가 된다.
단계 4에 있어서, 도공부를 한 쌍의 작업롤로 압연한다. 소경의 작업롤을 가지는 한 쌍의 작업롤에 의해 미도공부(301a, 301b, 301c)를 다시 압연한다.
이 경우의 압연은, 소경롤에 의한 후(後)압연이 되고, 압연량은 A2가 된다.
압연(A1+A2)과 압연(B)이 밸런스를 이룬다.
이와 같이 하여, 도공부를 한 쌍의 프레스롤로 롤프레스하기 전에, 상기 소경의 작업롤을 가지는 한 쌍의 작업롤에 의해 상기 미도공부를 압연하고, 그 후의 상하 한 쌍의 프레스롤의 롤프레스에 의한 도공부의 압연을 행하고, 당해 도공부의 압연 후에, 상기 소경의 작업롤을 가지는 다른 상하 한 쌍의 작업롤에 의해 압연하여, 쌍방의 상하 한 쌍의 작업롤에 의한 압연과 상하 한 쌍의 프레스롤의 롤프레스에 의한 도공부의 압연을 밸런스를 이루게 하여, 전극박의 미도공부에 있어서의 주름 발생을 방지하는 주름 발생 방지 방법이 형성된다.
100 : 롤프레스기
101 : 상측 프레스롤
102 : 하측 프레스롤
103 : 압하 장치
201 : 작업롤
202 : 보강롤
203 : 베어링 프레임
204 : 슬라이더
205 : 유압 실린더
206 : 실린더
207 : 레일 가이드
300 : 전극판
301 : 금속박
302 : 활물질

Claims (5)

  1. 전극박에 활물질을 도공한 도공부와 상기 활물질이 도공되어 있지 않은 복수 조의 미도공부를 가지는 전극판을, 상하 한 쌍의 프레스롤로 롤프레스하는 롤프레스기에 있어서,
    어느 일방의 프레스롤과 세트로 되고, 상기 전극판을 당해 프레스롤에 가압하는, 작업롤과 당해 작업롤을 보강하는 보강롤을 구비하여 구성된 주름 발생 방지 수단을 구비하고, 당해 주름 발생 방지 수단에 있어서, 미도공부를 연신시키고, 당해 주름 발생 방지 수단의 작업롤 중의 일방에 있어서, 미도공부에 접하는 부분의 롤 직경은, 도공부와 접하는 부분의 롤 직경보다 굵은 것을 특징으로 하는 롤프레스기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    어느 일방의 프레스롤과 세트로 된 주름 발생 방지 수단이, 작업롤과, 당해 작업롤을 보강하는, 당해 작업롤의 직경보다 대경인 보강롤을 구비하고, 상기 보강롤이 V자형으로 배치된 2개의 보강롤로 구성된 것을 특징으로 하는 롤프레스기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    V자형으로 배치된 2개의 보강롤 중 1개의 보강롤이, 작업롤이 접촉하지 않는 타방의 프레스롤에 접촉하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 롤프레스기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 작업롤이 상기 미도공부를 가압한 상태에서, 당해 작업롤을 축 방향으로 이동 가능하게 한 롤 이동 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 롤프레스기.
  5. 전극박에 활물질을 도공한 도공부와 상기 활물질이 도공되어 있지 않은 복수 조의 미도공부를 가지는 전극판을, 상하 한 쌍의 프레스롤로 롤프레스하는 롤프레스기에 의한 전극판의 롤프레스 방법에 있어서,
    상기 전극판을 당해 프레스롤에 가압하는, 작업롤과 당해 작업롤을 보강하는 보강롤을 구비하여 주름 발생 방지 수단을 구성하고, 당해 주름 발생 방지 수단의 작업롤 중의 일방에 있어서, 미도공부에 접하는 부분의 롤 직경은, 도공부와 접하는 부분의 롤 직경보다 굵게 구성하고, 당해 주름 발생 방지 수단을 어느 일방의 프레스롤과 세트로 하여, 미도공부를 연신시키는 것을 특징으로 하는 롤프레스기에 의한 전극판의 롤프레스 방법.
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