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Patent Searching and Data


Title:
BEARING COOLING MECHANISM FOR ROLL PRESS DEVICE, BEARING COOLING METHOD FOR ROLL PRESS DEVICE, AND ROLL-PRESS DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/174961
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided are: a mechanism and a method for cooling bearings of a roll-press device, enabling the roll-press device to undergo successive operation at high speed; and a roll-press device. This bearing cooling mechanism is for a roll-press device in which roller bearings are uses as bearings, employs lubricant oil to lubricate the roller bearings, and is provided with a lubricant oil storage chamber equipped with a temperature management unit that is disposed on a lubricant oil circulation line for the purpose of lowering the temperature of the lubricant oil.

Inventors:
MATSUZAWA HIKARU (JP)
TAKAHASHI MASANORI (JP)
ITOU SHUN (JP)
TASAKI DAISUKE (JP)
ADACHI YOUSUKE (JP)
Application Number:
PCT/JP2020/002479
Publication Date:
September 03, 2020
Filing Date:
January 24, 2020
Export Citation:
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Assignee:
HITACHI POWER SOLUTIONS CO LTD (JP)
International Classes:
B30B3/00; B30B15/00; B30B15/34; F16C19/52; F16C37/00; F16C41/00; F16N7/38; F16N29/00; F16N31/00; F16N39/02; H01M4/04
Domestic Patent References:
WO2018179280A12018-10-04
Foreign References:
JPH01154506U1989-10-24
JP2011181348A2011-09-15
JP2009150559A2009-07-09
Attorney, Agent or Firm:
POLAIRE I.P.C. (JP)
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Claims:
\¥0 2020/174961 1 5 卩(:170? 2020 /002479

請求の範囲

[請求項 1 ] 軸受として転がり軸受を用いた二次電池用電極材の口ールプレス装 置の軸受冷却機構であって、

前記転がり軸受の潤滑剤として潤滑油が用いられ、

前記潤滑油の循環ラインを前記口ールプレス装置の前記転がり軸受 毎に設け、 前記転がり軸受毎に設けられたそれぞれの前記潤滑油の循 環ラインは、 前記潤滑油を冷却する温度管理部を備えた潤滑油貯蔵庫 と、 前記潤滑油貯蔵庫から前記転がり軸受へ潤滑油を供給する潤滑油 供給路と、 前記転がり軸受から前記潤滑油貯蔵庫へ潤滑油を回収する 潤滑油回収路と、 前記潤滑油供給路上に設けた潤滑油供給装置と、 前 記潤滑油回収路上に設置された温度センサを備え、 それぞれの前記温 度センサで計測された潤滑油温度に基づきそれぞれの前記温度管理部 で潤滑油を冷却してそれぞれ温度管理し、 それぞれの前記潤滑油供給 装置で所定量の潤滑油をそれぞれの前記転がり軸受へ継続して供給す ることを特徴とする口ールプレス装置の軸受冷却機構。

[請求項 2] 請求項 1 に記載の口ールプレス装置の軸受冷却機構において、 前記温度管理部は、 前記潤滑油貯蔵庫内の潤滑油に浸潰されたチラ —であることを特徴とする口ールプレス装置の軸受冷却機構。

[請求項 3] 請求項 1 または 2に記載の口ールプレス装置の軸受冷却機構におい て、

前記口ールプレス装置は常温プレス加工を行う口ールプレス装置で あり、

前記温度管理部は前記潤滑油を常温から所定範囲内の温度に保持す るように前記潤滑油の冷却を制御することを特徴とする口ールプレス 装置の軸受冷却機構。

[請求項 4] 請求項 1 に記載の口ールプレス装置の軸受冷却機構において、 それぞれの前記温度センサで計測された潤滑油温度を入力する管理 装置を備え、 \¥0 2020/174961 16 卩(:170? 2020 /002479

それぞれの前記温度管理部は、 前記管理装置からの制御信号に基づ きそれぞれの前記潤滑油貯蔵庫内の潤滑油の冷却を制御することを特 徴とする口ールプレス装置の軸受冷却機構。

[請求項 5] 請求項 1〜 4の何れか一項に記載の口ールプレス装置の軸受冷却機 構において、

前記転がり軸受毎に設けられたそれぞれの前記潤滑油の循環ライン は、 前記潤滑油回収路上に潤滑油回収装置をそれぞれ備え、

それぞれの前記潤滑油回収装置は、 前記潤滑油回収路を介してそれ それの前記潤滑油貯蔵庫に前記潤滑油を所定の回収量で継続して回収 することを特徴とする口ールプレス装置の軸受冷却機構。

[請求項 6] 軸受として転がり軸受を用いた口ールプレス装置の軸受冷却機構で あって、

前記転がり軸受の潤滑剤として潤滑油が用いられ、

前記潤滑油の循環ライン上に前記潤滑油を冷却する温度管理部を備 えた潤滑油貯蔵庫を備え、

前記潤滑油貯蔵庫と前記転がり軸受を収容する軸受箱に形成された 給油口を接続する潤滑油供給路と、

前記軸受箱に形成された排油口と前記潤滑油貯蔵庫を接続する潤滑 油回収路と、

前記潤滑油回収路に設置された温度センサを備え、

前記温度管理部は、 前記潤滑油貯蔵庫に設置され、 前記温度センサ で計測された潤滑油温度に基づき前記潤滑油貯蔵庫内の潤滑油の冷却 を制御するものであり、

前記潤滑油供給路上に潤滑油供給装置を備え、 前記潤滑油供給装置 は、 前記潤滑油供給路を介して前記軸受箱に形成された前記給油口に 前記潤滑油を所定の供給量で継続して供給し、

前記潤滑油回収路上に潤滑油回収装置を備え、 前記潤滑油回収装置 は、 前記潤滑油回収路を介して前記潤滑油貯蔵庫に前記潤滑油を所定 \¥0 2020/174961 17 卩(:170? 2020 /002479

の回収量で継続して回収し、

前記潤滑油回収装置による前記回収量を前記潤滑油供給装置による 前記供給量よりも多くなるように調整したことを特徴とする口ールプ レス装置の軸受冷却機構。

[請求項 7] 軸受として転がり軸受を用いた口ールプレス装置の軸受冷却機構で ぁって、

前記転がり軸受の潤滑剤として潤滑油が用いられ、

前記潤滑油の循環ライン上に前記潤滑油を冷却する温度管理部を備 えた潤滑油貯蔵庫を備え、

前記潤滑油貯蔵庫と前記転がり軸受を収容する軸受箱に形成された 給油口を接続する潤滑油供給路と、

前記軸受箱に形成された排油口と前記潤滑油貯蔵庫を接続する潤滑 油回収路と、

前記潤滑油回収路に設置された温度センサと、 前記温度センサで計測された潤滑油温度を入力する管理装置を備え 前記温度管理部は、 前記潤滑油貯蔵庫に設置され、 前記管理装置か らの制御信号に基づき前記潤滑油貯蔵庫内の潤滑油の冷却を制御する ものであり、

前記潤滑油供給路上に潤滑油供給装置を備え、 前記潤滑油供給装置 は、 前記潤滑油供給路を介して前記軸受箱に形成された前記給油口に 前記潤滑油を所定の供給量で継続して供給し、

前記潤滑油回収路上に潤滑油回収装置を備え、 前記潤滑油回収装置 は、 前記潤滑油回収路を介して前記潤滑油貯蔵庫に前記潤滑油を所定 の回収量で継続して回収し、

前記潤滑油回収装置による前記回収量を前記潤滑油供給装置による 前記供給量よりも多くなるように調整したことを特徴とする口ールプ レス装置の軸受冷却機構。 \¥0 2020/174961 18 卩(:170? 2020 /002479

[請求項 8] 軸受として転がり軸受を用いた二次電池用電極材の口ールプレス装 置の軸受冷却方法であって、

前記転がり軸受の潤滑剤として潤滑油が用いられ、

前記転がり軸受毎に潤滑油の循環ラインを備え、 それぞれの前記潤 滑油の循環ライン上に前記潤滑油を冷却する温度管理部を備えた潤滑 油貯蔵庫を備え、

前記転がり軸受を潤滑及び冷却後の潤滑油の温度を取得する潤滑油 温度取得ステップと、

前記潤滑油温度取得ステップで取得した前記潤滑油の温度に基づい て、 前記潤滑油貯蔵庫内の前記潤滑油の温度が所定の範囲内に保持さ れるように、 前記温度管理部における冷却を制御する潤滑油冷却ステ ップと、

前記潤滑油冷却ステップで温度を調整した前記潤滑油を前記転がり 軸受に所定の供給量で継続して供給する潤滑油供給ステップを含み、 前記潤滑油温度取得ステップ、 前記潤滑油冷却ステップ及び前記潤 滑油供給ステップにおいて前記転がり軸受毎にそれぞれ前記潤滑油の 温度を取得し、 それぞれ前記温度管理部における冷却を制御してそれ それ温度管理し、 それぞれ前記潤滑油を所定の供給量で継続して供給 することを特徴とする口ールプレス装置の軸受冷却方法。

[請求項 9] 請求項 8に記載の口ールプレス装置の軸受冷却方法において、 前記潤滑油供給ステップにおける供給量よりも多い回収量に調整し て潤滑油を前記転がり軸受から継続して回収することを特徴とする口 —ルプレス装置の軸受冷却方法。

[請求項 10] 軸受として転がり軸受を用いた口ールプレス装置の軸受冷却方法で あって、

前記転がり軸受の潤滑剤として潤滑油が用いられ、

前記潤滑油の循環ライン上に前記潤滑油を冷却する温度管理部を備 えた潤滑油貯蔵庫を備え、 \¥0 2020/174961 19 卩(:170? 2020 /002479

前記転がり軸受を潤滑及び冷却後の潤滑油の温度を取得する潤滑油 温度取得ステップと、

前記潤滑油温度取得ステップで取得した前記潤滑油の温度に基づい て、 前記潤滑油貯蔵庫内の前記潤滑油の温度が所定の範囲内に保持さ れるように、 前記温度管理部における冷却を制御する潤滑油冷却ステ ップと、

前記潤滑油冷却ステップで温度を調整した前記潤滑油を前記転がり 軸受に所定の供給量で継続して供給する潤滑油供給ステップを含み、 前記潤滑油供給ステップにおける供給量よりも多い回収量に調整し て潤滑油を前記転がり軸受から継続して回収することを特徴とする口 —ルプレス装置の軸受冷却方法。

[請求項 1 1 ] 転がり軸受を収容した軸受箱に両端部が支持された上下一対の口一 ルを有する口ールプレス装置であって、

前記各転がり軸受は請求項 1〜 7の何れか一項に記載の口ールプレ ス装置の軸受冷却機構を用いて潤滑及び冷却されるようにした口ール プレス装置。

Description:
\¥0 2020/174961 1 ?<:17 2020 /002479 明 細 書

発明の名称 :

口ールプレス装置の軸受冷却機構および軸 受冷却方法並びに口ールプレス 装置

技術分野

[0001 ] 本発明は二次電池用電極材料の口ールプレス 装置の軸受冷却機構および軸 受冷却方法並びに口ールプレス装置に関する 。

背景技術

[0002] 電極材料の生産を向上させるために、 口ールプレス装置の高速化 ·連続化 が望まれている。 しかし、 高速化 ·連続化を図ると、 長時間の連続運転時に 軸受部の機械摩擦により発生した熱が口ール に伝わることで口ール両端部が 熱変形するサーマルクラウンが発生する。 サーマルクラウンによる口ールの 変形量は小さいが、 薄膜材を対象としている口ールプレス装置に おいては、 サーマルクラウンは、 成形後の材料の板厚分布が不均一となる原因 となり影 響が大きい。 このため、 軸受部の冷却をいかに低コストで高効率に行 うかが 課題となっている。

[0003] 二次電池用電極材料の口ールプレス装置にお ける口ール軸受の冷却構造と して、 特許文献 1 に記載のものが提案されている。 特許文献 1 には、 高速、 長時間運転をしても軸受部の機械的摩擦熱に より生じる口ールの熱変形を防 止して、 加工精度の高い二次電池用電極材の連続圧縮 加工を可能にするため 、 加圧口ールの軸受を収納保持する軸受箱に熱 媒体を流通させて口ール軸受 の熱を奪う冷却構造が記載されている。 なお、 二次電池用電極材料の口ール プレス装置では、 転がり軸受の潤滑として、 封入もしくは定期的に追加入れ 換えされたグリースで潤滑を行うグリース潤 滑方式が主として用いられてい る。

特許文献 2には、 口ールクーラントを用いて口ールを冷却する ような鉄鋼 等の圧延に用いる圧延機用口ール軸受温度調 節装置が開示されている。 \¥0 2020/174961 2 卩(:17 2020 /002479

先行技術文献

特許文献

[0004] 特許文献 1 :特開 2 0 1 1 - 1 8 1 3 4 8号公報

特許文献 2 :実願昭 6 2 _ 1 8 2 2 5 4号 (実開平 1 — 8 4 8 0 2号) のマイ クロフイルム

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005] 近年、 電極材料の生産を向上させるために、 口ールプレス装置のさらなる 高速化及び連続化が望まれている。 さらなる高速化 ·連続化を図る上では、 口ール軸受部の冷却をより効果的に行うこと が望まれる。

[0006] 特許文献 1 に記載の冷却構造では、 軸受箱を冷却するものであり、 軸受部 の発熱部を間接的に冷却する構造である。 発熱部を間接的に冷却する構造と なっているため、 口ールプレス装置のさらなる高速化及び連続 化を図ると、 間接冷却では間に合わず、 軸受部および軸受箱の温度を効果的に管理す るこ とが難しくなることが予想される。

また、 詳細は後述するが、 特許文献 2に記載のような圧延機用口ール軸受 の冷却機構は、 二次電池用電極材の口ールプレス装置ように 、 極めて高い圧 縮加工精度を要求される装置には適用できな い。

[0007] 本発明の目的は、 二次電池用電極材料の口ールプレス装置のさ らなる高速 化及び連続化を可能とする二次電池用電極材 料の口ールプレス装置の軸受冷 却機構および軸受冷却方法並びに口ールプレ ス装置を提供することにある。 課題を解決するための手段

[0008] 上記目的を解決するために、 本発明は、 特許請求の範囲に記載の構成を採 用するものである。 例えば、 本発明は、 軸受として転がり軸受を用いた二次 電池用電極材料の口ールプレス装置の軸受冷 却機構であって、 転がり軸受の 潤滑剤として潤滑油を用い、 潤滑油の循環ライン上に潤滑油の温度を冷却 す る温度管理部を備えた潤滑油貯蔵庫を備えた ものである。 \¥0 2020/174961 3 卩(:170? 2020 /002479 発明の効果

[0009] 本発明によれば、 潤滑油に冷却機能を積極的に持たせて発熱部 である転が り軸受 (軸受部) を直接冷却するようにしているので、 二次電池用電極材料 の口ールプレス装置の軸受部及び軸受箱の温 度を効果的に管理することがで き、 その結果として、 二次電池用電極材料の口ールプレス装置のさ らなる高 速化及び連続化が可能となる。

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]本発明の二次電池用電極材料の口ールプ ス装置の軸受冷却機構の概念 を示す図。

[図 2]本発明の実施例の軸受冷却機構を備えた 次電池用電極材料の口ールプ レス装置の全体構成を示す図。

[図 3]本発明の他の実施例の軸受冷却機構を備 た二次電池用電極材料の口一 ルプレス装置の全体構成を示す図。

[図 4]軸受冷却の有無の比較を示す図であり、 軸受温度と経過時間の関係を示 す図。

[図 5]本発明の実施例の軸受冷却機構における 受箱内部の流路を説明する図

発明を実施するための形態

[001 1] 本発明の実施例を詳細に説明する前に、 本発明に至った経緯について説明 する。

リチウムイオン電池 (二次電池) の市場は自動車分野、 携帯端末分野など を中心に急激に拡大しており、 その結果、 リチウムイオン電池の主要部材で ある電極材の重要が急激に伸び、 電極材の生産量拡大が求められている。 生産量の拡大については、 口ールプレス装置の設置台数を増やす、 口ール プレス装置一台当たりの単位時間当たりの生 産量を拡大する、 ということが 考えられる。 前者については導入コストが増大することか ら後者での対応が \¥0 2020/174961 4 卩(:170? 2020 /002479

望ましい。

そこで、 本発明者らは、 口ールプレス装置一台当たりの単位時間当た りの 生産量を拡大することについて種々検討し、 本願発明に至ったものである。 口ールプレス装置一台当たりの単位時間当た りの生産量を拡大するという ことは、 口ールプレス装置の高速化 ·連続化が必要になる。

リチウムイオン電池用電極材 (二次電池用電極材) の口ールプレス装置は 、 特許文献 1 に記載のように、 以前から軸受の温度上昇への対策は重要事項 として取り組まれている。 少しの温度上昇が口ールプレス装置の熱膨張 を引 き起こし、 被プレス加工材である電極材への加工品質に 影響を与える。

二次電池用電極材の口ールプレス装置では、 プレス加工される電極材への 潤滑剤の付着を抑制することも考慮して、 これまでは特許文献 1 に記載のよ うに、 グリース潤滑方式が一般的に採用されている 。 そのような中で、 本発 明者らは、 二次電池用電極材の口ールプレス装置の高速 化 ·連続化のために は、 潤滑油に冷却機能を積極的に持たせて発熱部 である転がり軸受 (軸受部 ) を直接冷却することが重要であることを見出 した。

そして、 二次電池用電極材の口ールプレス装置のさら なる高速化 (例えば 1 . 5倍程度のライン速度の向上) のために、 本発明者らは、 潤滑油に冷却 機能を積極的に持たせて発熱部である転がり 軸受を直接冷却するようにする にあたり、 冷却材でもある潤滑油をそれそれの軸受毎に 個別に温度管理する ことの重要性を見出した。 この点について、 二次電池用電極材の口ールプレ ス装置の従来のライン速度においては、 4つの軸受には、 二次電池用電極材 のプレス後の厚みむら (加工精度) を例えば 2〜 3 の範囲に収めること (均一性) に対して大きな影響を与える程の温度差が生 じることがなく、 そ のため、 一つの温度管理装置で 4つの軸受に供給する潤滑油を一括して管理 することでも充分であり、 敢えて軸受毎に個別に温度管理する必要性は 見出 せなかった。

しかしながら、 二次電池用電極材の口ールプレス装置のさら なる高速化 ( \¥0 2020/174961 5 卩(:170? 2020 /002479

例えば 1 . 5場合程度のライン速度の向上) を図ると、 それぞれの軸受の温 度上昇分の違いが顕著となり、 潤滑油の温度を一括管理する程度では十分で はなく、 それぞれの軸受の温度の上昇に応じて潤滑油 の温度管理を行うこと の必要性を本発明者らは初めて認識した。 言い換えれば、 本発明者らのこの ような知見がなければ、 本願発明のようにそれぞれの軸受の温度の上 昇に応 じて潤滑油の温度管理を行う構成とする動機 付けが生じないものである。 そして、 軸受毎に潤滑油の循環ラインを設けてそれぞ れの潤滑油貯蔵庫の 温度管理部で冷却することにより、 それぞれの軸受の温度上昇に対応してそ れぞれ速やかに適切に温度管理された潤滑油 を軸受に供給することができる ようになる。 また、 それぞれの潤滑油貯蔵庫にはそれぞれの潤滑 油回収路を 介して潤滑油が回収される。 すなわち、 それぞれの潤滑油貯蔵庫に回収され る潤滑油は他の軸受の潤滑油回収路の潤滑油 の温度の影響を受けることがな い。 これにより、 それぞれの温度管理部で潤滑油の温度をそれ ぞれの軸受の 温度に対応して適切な温度に管理することが できる。

また、 それそれの軸受温度の上昇に基づき適切に潤 滑油の温度管理を行う には、 軸受温度ではなく、 軸受を潤滑及び冷却した後の潤滑油の温度を 測定 することが重要であることを本発明者らは見 出した。 すなわち、 本願発明に おいては、 それぞれの軸受けを冷却した潤滑油の温度を 検出するためにそれ それの潤滑油回収路に温度センサを設置して いる。

軸受に冷却材の機能を有する潤滑油を供給す る際に、 常に略一定温度で潤 滑油を供給することが重要となるが、 軸受の温度を計測しても潤滑油をどの 程度冷却すれば良いのか不明であり、 軸受に設置した温度センサの計測値に 基づいて潤滑油を適切な温度に管理すること は困難である。

二次電池用電極材の口ールプレス装置におい て、 従来から軸受の温度を測 定している。 また、 実際の装置では軸受の温度を測定する温度セ ンサは引き 続き設置される。 このような中で、 本発明者らの知見がなければ、 敢えて、 軸受の温度を測る温度センサとは別個に軸受 を潤滑及び潤滑した後の潤滑油 の温度を計測する温度センサを新たに設けて 潤滑油の温度を計測することの \¥0 2020/174961 6 卩(:170? 2020 /002479

動機付けは生じないものである。

本願発明では、 潤滑油の循環ラインを転がり軸受毎に設け、 温度管理部を 備えた潤滑油貯蔵庫、 潤滑油供給路、 潤滑油回収路、 潤滑油供給装置、 潤滑 油回収路上に設置された温度センサによりそ れぞれの循環ラインを構成し、 それそれの温度センサで計測された潤滑油温 度に基づきそれそれの温度管理 部で潤滑油を冷却してそれぞれ温度管理し、 それぞれの潤滑油供給装置で所 定量の潤滑油をそれそれの転がり軸受へ継続 して供給することにより、 それ それの軸受を潤滑及び冷却後の潤滑油の温度 状態に差異が生じても、 それぞ れの潤滑油を適切な温度までそれぞれ冷却し て再び軸受けに供給することが でき、 このサイクルを繰り返すことで、 精度よくそれぞれの軸受を冷却し、 二次電池用電極材の口ールプレス装置への影 響を抑制することを可能とする 次に、 圧延機用口ール軸受温度調節装置との相違に ついて付言しておく。 口ールクーラントを用いて口ールを冷却する ような鉄鋼等の圧延に用いる圧 延機用口ール軸受温度調節装置を開示する特 許文献 2では、 潤滑を目的とし て潤滑油を供給するメインライン、 メインラインより温度設定を低く して冷 却を目的とするサブラインを備えており、 サブラインにおいては、 供給量を 調整する調整弁を有しており、 駆動側の軸受け部と作業側の軸受け部の温度 差を、 調整弁の開度を制御してサブラインによる潤 滑油の供給量を調整して 、 それぞれの軸受け部の温度を同じにするよう にしている。

また、 特許文献 2では、 潤滑油の回収ラインはそれぞれの口ールチョ ック から排出された潤滑油を一つに合流させて一 つの油タンクに回収させている また、 特許文献 2では軸受け部に温度センサを設けており、 潤滑油の温度 を測定することなく、 軸受け部の温度に基づいて調整弁の開度を制 御してサ ブラインの潤滑油の供給量を制御するように している。

このような冷却機構は、 鉄鋼用の圧延機口ールでは十分なものと考え られ る。 すなわち、 鉄鋼用圧延の場合、 二次電池用電極材の口ールプレス装置と \¥0 2020/174961 7 卩(:170? 2020 /002479

比較して回転速度が速く、 温度上昇も極めて大きなものとなり、 微小温度上 昇が問題とされることはない。 言い換えれば、 特許文献 2に記載の圧延用口 —ルでは、 + 1度程度の微小温度上昇やそれに起因する 2〜 3 の厚みむ らを抑制するというシビアな制御は要求され ないし、 軸受毎の微小温度上昇 における差異も問題とならない。 また、 圧延機用口ールの軸受部の冷却の大 きな目的は焼き付け防止であり、 また、 口ール本体部の温度上昇は、 直接に 口ールの供給するクーラントで行うことが一 般的である (圧延後、 ワイパー 等により圧延物からクーラントをふき取るこ とになるが、 当然、 二次電池用 電極材の場合、 直接口ール本体部に冷却部材を供給すること はできない。 ) このようなことから、 特許文献 2では、 回収ライン及び油タンクまで含め て軸受毎に循環ラインを設けることなく、 また、 軸受け部の温度に基づいて 、 同じ温度の潤滑油を供給量の違いだけで軸受 部の温度を同一にするだけで 十分なものと考えられる。 しかしながら、 このような冷却機構では、 所望の 温度に到達する時間はかなりおおざっばであ り、 二次電池用電極材のように 、 極めて高い圧縮加工精度を要求される装置に は適用できない。

特許文献 2の冷却機構では、 それぞれの軸受け部用の潤滑油の温度管理を しておらず、 また、 潤滑後のそれぞれの潤滑油の温度に基づいて 潤滑油の温 度管理をしていない。 特許文献 2に記載のような冷却機構を二次電池用電極 材の口ールプレス装置に適用した場合には、 各軸受け部の温度が同じになる まで時間を要することとなり、 二次電池用電極材の口ールプレス装置におい て必要なそれぞれの軸受け部の特性に応じて 生じる微小温度上昇分を急速に 抑制することが出来ない。

以下、 図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明す る。

図 1は本発明の口ールプレス装置の軸受冷却機 の概念を示す図である。

[0012] 口ールプレス機 1は、 上下に対向配置された _対の加圧口ール (上口ール

1 0 , 下口ール 1 1) と、 それらの口ール軸 2 0 , 2 1 を支持する転がり軸 受 (口ール軸受部) 3〇 3 〜3 0 と、 その転がり軸受を保持する軸受箱 4 \¥0 2020/174961 8 卩(:170? 2020 /002479

〇 3 ~ 4 0 と、 軸受箱 4 0 3 ~ 4 0 を保持する口ールハウジング (図示 省略) を備える。 口ール軸両端に配置された軸受箱 4 0 3 〜4 0 と口ール ハウジングとの間には、 加圧口ール間の間隙調整と加圧調整を行うた めの例 えば油圧シリンダーなどの加圧機構 (図示省略) が設けられている。 加圧口 —ル (上口ール 1 0 , 下口ール 1 1) 間において二次電池用電極材 3がプレ ス加工される。

[0013] 転がり軸受 3 0 3 〜3 0 の潤滑には、 通常、 グリース潤滑方式が採用さ れているが、 本実施例では、 油循環潤滑方式を採用している。 潤滑油として は、 例えば、 一般作動油 (夕ービン油: 丨 3 0 〇 3 2など) が用いられ る。

[0014] 潤滑油は潤滑油貯蔵庫 8 0に収容されており、 潤滑油供給路 5 0を介して 軸受箱 4 0 3内の転がり軸受 3 0 3に供給される。 潤滑油供給路 5 0上には 、 ポンプまたは制御弁などからなる潤滑油供給 装置 5 1が設けられ、 所定量 の潤滑油 (例えば、 8リッ トル/分程度) を継続して転がり軸受 3 0 3 に供 給する。 転がり軸受 3 0 3 を潤滑かつ冷却した後の潤滑油は潤滑油 回収路 6 0を介して潤滑油貯蔵庫 8 0に回収される。 潤滑油回収路 6 0上には、 ボン プまたは制御弁などからなる潤滑油回収装置 6 1が設けられている。 なお、 潤滑油供給路 5 0上および/または潤滑油回収路 6 0上には、 流量計や圧力 計などが設置されており (図示省略) 、 これらの計器を定期的に目視確認し 、 潤滑油の供給量、 排油量、 圧力が所定範囲の値になっているか確認でき る ようにしている。

[0015] 潤滑油供給路 5 0は、 図 5に示す給油口 5 2に接続される。 給油口 5 2は 軸受箱 4 0に形成され、 給油口 5 2から供給された潤滑油は転がり軸受 3 0 に直接供給される。 一方、 潤滑油回収路 6 0は図 5に示す排油口 6 2に接続 されている。 本実施例では、 軸受箱 4 0に排油口 6 2が二つ形成され、 二つ の排油口 6 2から排油された潤滑油が一つの潤滑油回収 6 0に合流する。

[0016] 本実施例では、 排油量 (排出量) は、 給油量 (供給量) よりも、 少し多く なるようにしている。 例えば、 潤滑油供給装置 5 1、 潤滑油回収装置 6 1の \¥0 2020/174961 9 卩(:170? 2020 /002479

ポンプ回転数および/または制御弁開度を 御して、 排油量 (排出量) >給 油量 (供給量) とする。 排油量 (排出量) と給油量 (供給量) の関係は、 制 御以外に、 給油口 5 2又は潤滑油供給路 5 0、 排油口 6 2又は潤滑油回収路 6 0の径や数を調整することにより調整するこ も可能である。

[0017] このように、 給油口 5 2に加えて排油口 6 2を軸受箱 4 0に形成し、 排油 量 (排出量) >給油量 (供給量) とすることにより、 軸受部からの油の漏れ が抑制可能である。 一般的な油循環潤滑方式では、 軸受に給油した潤滑油が 軸受部から漏れ出し、 漏れ出た潤滑油をオイルパンなどで回収し、 その潤滑 油を集めて循環させている。 これでは、 プレス加工される電極材への潤滑油 の付着の恐れが大きい。 本実施例では、 そのような潤滑油の付着の恐れを極 めて小さくすることができる。 なお、 プレス加工される電極材への潤滑油の 付着の恐れを略なくすように、 口ール側と軸受箱との間を分離するようにシ —ル部材などを設けることが望ましい。 また、 本実施例では、 潤滑油の漏れ が生じ難い構成であるが、 循環する潤滑油の量を確保するために、 定期的に (例えば、 生産開始時) に潤滑油貯蔵庫 8 0における潤滑油量を確認し、 必 要に応じて補充するようにする。

[0018] そして、 本実施例では、 軸受箱 4 0を介して転がり軸受 3 0に供給する潤 滑油の温度を所定の温度に維持するため、 次の構成を有する。

軸受箱内の転がり軸受冷却後の潤滑油の温度 を計測する温度センサ 7 0が 潤滑油回収路 6 0上に設けられている。 本実施例では、 潤滑油回収装置 6 1 の下流側に温度センサ 7 0が設けられている。 温度センサ 7 0の計測情報は 、 管理装置 1 〇〇と潤滑油貯蔵庫 8 0内に設けられた温度管理部 8 1 に送信 される。

[0019] 温度管理部 8 1は、 本実施例ではチラーが用いられている。 チラーを構成 する冷却部が潤滑油に浸潰されており、 温度センサ 7 0の計測情報 (軸受箱 内の転がり軸受冷却後の潤滑油温度情報) を温度管理部 8 1 に直接取り込み 、 計測情報に基づきチラーを構成する圧縮機の 回転数をインバータ制御して 、 潤滑油の油温を例えば常温 (2 3度) ± 1度に温度管理するようにしてい \¥0 2020/174961 10 卩(:170? 2020 /002479

る。 温度センサ 7 0の計測情報は管理装置 1 0 0にも送信されており、 管理 装置 1 0 0から制御指令を温度管理部 8 1 に送信し、 管理装置 1 0 0からの 制御指令に基づき温度管理部 8 1 による潤滑油の冷却を制御するようにして も良い。 例えば 4つの軸受箱 4 0 3 ~ 4 0 (転がり軸受 3 0 3 ~ 3 0〇〇 毎の潤滑油の温度の変化状況を監視して管理 装置 1 〇〇から制御指令により 特定の軸受箱 4 0 3 〜4 0 (特定の転がり軸受 3 0 3 〜3 0 ¢0 に潤滑油 を供給する潤滑油貯蔵庫 8 0の潤滑油の冷却を温度管理部 8 1 による温度制 御とは異ならせて制御することもできる。 管理装置は入力部、 〇 リ、 メモ リ、 出力部を備える。

[0020] 本実施例では、 転がり軸受 3 0に潤滑油を供給して発熱部である転がり軸 受を直接冷却するようにしており、 さらに、 軸受箱内の転がり軸受冷却後の 潤滑油温度情報に基づき温度管理部 8 1で制御することにより潤滑油貯蔵庫 8 0内の潤滑油の温度を所定の温度に維持する うにしている。 すなわち、 本実施例では、 潤滑油の冷却を制御して潤滑油に冷却機能を 積極的に持たせ て発熱部である軸受部を直接冷却するように しているので、 口ールプレス装 置の軸受部及び軸受箱の温度を効果的に管理 することができる。 また、 本実 施例では、 転がり軸受で発生する熱を効果的に奪うこと ができ、 軸受部及び 軸受箱の蓄熱量を所定値以内に抑え、 軸受部及び軸受箱の温度を所定の温度 範囲内に保持 ·抑制することが可能となる。 その結果として、 軸受部及び軸 受箱から口ールへ伝導される熱量を減らし、 口ールの熱変形を減らす。 これ により、 高精度な二次電池用電極材の圧縮加工が、 口ールプレス機の高速回 転、 長時間運転の下でも可能になる。 なお、 本実施例では、 潤滑油の油温を 例えば常温 (2 3度) ± 1度に温度管理するようにしている。 本実施例では 、 二次電池用電極材 3を常温でプレス加工するようにしているの 、 潤滑油 の温度を冷却しすぎると、 口ールの熱変形に悪い影響を与える可能性が ある 。 このようなことから、 常温を基準として潤滑油の温度を管理するの が望ま しい。

[0021 ] 図 4に、 本実施例による油循環潤滑方式による軸受冷 却 (軸受内部に一定 \¥0 2020/174961 1 1 卩(:170? 2020 /002479

流量の潤滑油を供給して軸受冷却) した場合と軸受冷却しない場合の軸受温 度の変化について示す。 縦軸は軸受温度、 横軸は経過時間 (1: 0〜1 1) を 示す。

図 4に示すように、 軸受冷却なしの場合には、 軸受温度は丁 1 ®丁 2に大 幅に温度上昇し、 本実施例の軸受冷却ありの場合には、 軸受温度丁 3 ®丁 4 に若干の温度上昇となる。

時刻 I 0における温度丁 1 丁 3とすると、 軸受冷却をすることにより、 1 0から 1 1の時間 (△ !:) において、 温度△丁の温度抑制効果がある。

[0022] 次に図 2を用いて本発明の実施例を説明する。 図 2は、 本発明の実施例の 軸受冷却機構を備えた口ールプレス装置の全 体構成を示す図である。 本実施 例では、 各軸受部に潤滑油を供給する潤滑油貯蔵庫 8 0が 1つのケースを示 す。

[0023] 一つの潤滑油貯蔵庫 8 0から潤滑油供給路 5 0 3 〜5 0 を介して軸受箱

4 0 3 〜 4 0 内の転がり軸受 3 0 3 〜 3 0 に供給される。 潤滑油供給路

5 0 3 ~ 5 0 上には、 それぞれ潤滑油供給装置 5 1 3 ~ 5 1 が設けられ 、 所定量の潤滑油を継続して転がり軸受 3 0 3〜3 0 のそれぞれに供給す る。 転がり軸受 3 0 3 〜3 0 を潤滑かつ冷却した後の潤滑油は潤滑油回収 路 6 0 3 〜6 0 を介して潤滑油貯蔵庫 8 0に回収される。 潤滑油回収路 6 0 3 ~ 6 0 上には、 それぞれ潤滑油回収装置 6 1 3 ~ 6 1 が設けられて いる。

[0024] 軸受箱内の転がり軸受冷却後の潤滑油の温度 を計測する温度センサ 7 0 3 〜 7 0 が潤滑油回収路 6 0 3 ~ 6 0 上に設けられている。 本実施例では 、 潤滑油回収装置 6 1 3 ~ 6 1 の下流側に温度センサ 7 0 3 ~ 7 0 が設 けられている。 温度センサ 7 0 3 ~ 7 0 の計測情報は、 管理装置 1 0 0と 潤滑油貯蔵庫 8 0内に設けられた温度管理部 8 1 に送信される。 温度管理部 8 1は、 温度センサ 7 0 3 〜7 0 の計測情報を直接取り込み、 計測情報の 平均値に基づきチラーを構成する圧縮機の回 転数をインバータ制御して、 潤 滑油の油温を例えば常温 (2 3度) ± 1度に温度管理するようにしている。 \¥0 2020/174961 12 卩(:170? 2020 /002479

温度センサ 7 0 3 ~ 7 0 の計測情報は管理装置 1 0 0にも送信されており 、 管理装置 1 〇〇から制御指令を温度管理部 8 1 に送信し、 管理装置 1 0 0 からの制御指令に基づき温度管理部 8 1 による潤滑油の冷却を制御するよう にしても良い。 本実施例では比較的大きな潤滑油貯蔵庫 8 0を準備すること ができる場合に適する。

[0025] 本実施例では、 図 1 に示す実施例と同様に、 既存の潤滑油に軸受部を冷却 する冷却媒体としての機能を持たせ、 それぞれの軸受部 (転がり軸受 3 0 3 〜 3 0 ) にそれぞれ温度管理された潤滑油を冷却専用 の供給路を設けるこ となく同一の潤滑油供給路 5 0 3〜 5 0 を介して供給し、 また、 冷却専用 の回収路を設けることなく同一の潤滑油回収 路 6 0 3〜6 0 を介して回収 することにより、 全ての軸受部及び軸受箱の蓄熱量を所定範囲 内に保持する ことができ、 軸受部及び軸受箱の温度を所定温度に保持す ることができる。 これにより、 高精度な二次電池用電極材の圧縮加工が、 口ールプレス機の高 速回転、 長時間運転の下でも可能になる。

[0026] なお、 本実施例では、 一つの潤滑油貯蔵庫 8 0を 4つの転がり軸受 3 0 3 〜 3 0 の冷却に用いるようにしているが、 例えば、 二つの潤滑油貯蔵庫を 設け、 それぞれの潤滑油貯蔵庫を二つの転がり軸受 の冷却に用いるようにし ても良い。 例えば、 上口ール 1 0側の左右の転がり軸受 3 0 3と 3 0〇、 下 口ール 1 1側の左右の転がり軸受 3 0 と 3 0 ¢1の組み合わせで一つの潤滑 油貯蔵庫を用いるようにしたり、 右側の上下の転がり軸受 3 0 3と 3 0匕、 左側の上下の転がり軸受 3 0〇と 3 0 の組み合わせで一つの潤滑油貯蔵庫 を用いるようにしたりしても良い。

[0027] 次に図 3を用いて本発明の実施例を説明する。 図 3は、 本発明の実施例の 軸受冷却機構を備えた口ールプレス装置の全 体構成を示す図である。 本実施 例では、 軸受ごとに潤滑油貯蔵庫があるケースを示す 。 すなわち、 転がり軸 受 3〇 3 ~ 3 0 毎に潤滑油貯蔵庫 8 0 3 ~ 8 0 が設けられ、 それぞれの 潤滑油貯蔵庫 8 0 3 ~ 8 0 に温度管理部 8 1 3 ~ 8 1 が設けられている 。 これらの点以外は、 図 2と同様である。 \¥02020/174961 13 卩(:170? 2020 /002479

[0028] 本実施例では、 潤滑油貯蔵庫 80 3 〜 80 内の潤滑油の温度管理が図 2 の実施例と比べて容易となる。 また、 潤滑油貯蔵庫 8〇 3 〜80 の潤滑油 収容量を小さくすることができ、 低コスト化することが可能である。 潤滑油 貯蔵庫 803〜80 の潤滑油の収容量は例えば 20リツ トル程度である。

[0029] 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、 他の構成の追加 , 削除, 置換をすることが可能である。

[0030] 例えば、 上述の実施例では、 軸受箱内の転がり軸受冷却後の潤滑油の温度 を計測して計測情報に基づき温度管理部を制 御しているが、 軸受箱に温度セ ンサを設置してその計測情報に基づき温度管 理部を制御するようにしても良 い。 但し、 この場合、 軸受箱が発熱部による熱を蓄熱した状態の情 報である ため、 軸受箱の計測温度と軸受部及び軸受箱の温度 を所定の温度に維持する のに必要な潤滑油の温度との関係を予め求め ておき、 軸受箱の計測温度に基 づき温度管理部での目標温度を設定する。 この場合、 管理装置 1 00による 温度管理部の制御となる。

符号の説明

[0031] 1 口ールプレス機、 3 二次電池用電極材、 1 0 · · 上口一 ル、 1 1 · · ·下口 _ ル、 20, 2 1 口ール軸、 30, 3〇 3~30 転がり軸受 (軸受部) 、 40, 4〇 3 〜40 軸受箱、 50 , 503 ~ 50 -潤滑油供給路、 5 1, 5 1 3 ~5 1 -潤滑油 供給装置、 52 · · 給油口、 60, 6〇 3 ~60 · 潤滑油回収路、 6 1, 6 1 3 ~6 1 -潤滑油回収装置、 62 · · ·排油口、 70, 7 03 ~ 70 温度センサ、 80, 8〇 3~80 · 潤滑油貯蔵庫 \¥02020/174961 14 卩(:17 2020 /002479

、 81, 81 8〜81 · 温度管理部、 1 00 · · ·管理装置。