CN103633287B - 辊式冲压机及辊式冲压方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能利用设置在主轴承箱的外侧的弯曲器对形成在辊上的热***等凸形状的***进行修正的辊式冲压机及辊式冲压方法。本发明使利用辊式冲压机进行的冲压加工为定位冲压方式，在与冲压负荷方向相同方向向主轴承箱的外侧施加弯曲力。例如，在由利用使用一对加热辊的冲压加工时来自材料的反作用力产生的辊的弯曲而不能抵消在加热辊上产生的热***的场合，通过调整由对配置在主轴承箱的外侧的弯曲轴承箱施加负荷的机构产生的负荷来修正由热***形成的辊形状。

Description

辊式冲压机及辊式冲压方法

技术领域

本发明涉及辊式冲压机及辊式冲压方法，尤其涉及使用加热辊进行热压加工的辊式冲压机及辊式冲压方法。

背景技术

辊式冲压机用于连续片状的二次电池用电极材料等的压缩加工。另外，在二次电池用电极材料等的成形用辊式冲压机中，进行热压加工。热压加工使用钻头辊等加热辊。

加热辊有时由于自身的加热而引起热膨胀。并且，加热辊有时由于来自与外部大气的接触面的放热而在辊内部产生温度分布。该温度分布形成为辊端面部的温度低。由于基于辊宽度方向（辊轴向）的温度分布的温度差，加热辊的热膨胀量在辊宽度方向上产生差，中央部大，两端部小。因此，加热辊有时会产生凸***形状的热变形（产生热***）。

作为与这些热***对应的对策，例如具有专利文献1记载的技术。在专利文献1中记载了用绝热材料覆盖辊的轴向的两端面而抑制来自两端面的放热，通过辊内部的轴向的温度分布变得均匀，降低热***产生量。

另一方面，在二次电池用电磁材料等的压缩加工中，材料的压缩加工后的要求厚度精度要求较严，例如为±2μm左右，近年来，更期望高精度化（±1～2μm）。因此，如专利文献2所记载的那样，通过利用辊弯曲修正机构对由在压缩时从材料受到的反作用力引起的辊的弯曲进行修正，抑制材料的宽度方向的厚度不均，从而高精度地进行加工。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2005-288535号公报

专利文献2：日本专利第3937561号公报

通过如专利文献1所述那样在辊端面施加绝热材料，能够比没有绝热材料的场合减少放热量，但难以使放热为零。因此，难以消除形成在加热辊上的热***（凸***）。

另一方面，如上所述，在压缩加工时，由于来自材料的反作用力，在辊上产生弯曲。该辊的弯曲向与热***相反方向使辊变形。在以高线性负载（500～3000kg／cm）的压缩加工中，热***被辊弯曲抵消，并且，利用辊弯曲修正机构，在设置在主轴承箱的外侧的弯曲轴承箱上施加与压缩负荷相反方向的力，进行辊的弯曲修正（换言之，进行比没有热***的场合的弯曲修正量小的弯曲修正）。

但是，当辊冲压时的线性负载为低线性负载化（例如100～500kg／cm）时，来自材料的反作用力小，由来自材料的反作用力产生的辊的弯曲小。这样，无法利用在压缩时从材料受到的辊的弯曲抵消凸形状的热***，由热***产生的辊自身的形状对产品厚度精度带来显著影响。该凸形状的热***无法利用将与压缩负荷相反方向的力（使上下辊间离开的方向的力）施加在主轴承箱的外侧的辊弯曲的修正机构进行修正。

发明内容

本发明的目的在于提供能利用设置在主轴承箱的外侧的弯曲器对形成在辊上的热***等凸形状的***进行修正的辊式冲压机及辊式冲压方法。

本发明的特征在于，使利用辊式冲压机进行的冲压加工为定位冲压方式，在与设置在主轴承箱的外侧的冲压负荷方向相同方向施加弯曲力。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够利用设置在主轴承箱的外侧的弯曲器对形成在辊上的热***等凸形状的***进行修正。其结果，能够进行高精度的压缩加工。

上述以外的课题、结构及效果利用以下的实施方式的说明变得明确。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的辊式冲压机的主视图。

图2是本发明的另一个实施例的辊式冲压机的主视图。

图3是使用本发明的辊式冲压机的辊式冲压设备的线整体图。

图4是形成在辊上的热***的示意图。

图5是表示利用本发明修正热***的样式的示意图。

图中：1—上辊，2—下辊，3—材料，4—主轴承箱，5—冲压缸，6—弯曲轴承箱，7—弯曲缸，8—轴承间部件，9—垫片或销，10—厚度计，11—控制盘，12—卷出机，13—卷入机，14—冲压前线圈，15—冲压后线圈。

具体实施方式

下面，使用附图说明本发明的实施例。

图1是表示本发明的一个实施例的辊式冲压机。

辊式冲压机具备上辊1、下辊2、内置保持分别轴支承上辊及下辊的主轴承的主轴承箱4、对下辊的主轴承箱施加负荷并产生相对于上辊1与下辊2之间的材料3的冲压负荷的冲压缸5。

用于二次电池用电极材料等的压缩成形的辊的圆筒度、正圆度、振动精度是重要的，分别具有1～4μm左右的精度。另外，在高线性负载的压缩加工中也使用，因此需要高刚性，因此，作为辊的结构，采用实心辊。并且，由于用于热压加工，因此在辊上具备升温机构（例如，如专利文献1所述，在辊内部形成使油等热介质在辊内部流动的热介质流道。这种加热辊被称为钻头辊。）。

上辊1的主轴承箱4与冲压缸5由外壳（省略图示）支撑。在上辊与下辊分别设有辊驱动机构（省略图示）。在上辊与下辊分别设有热介质的供给机构（省略图示）。

另外，本实施例的辊式冲压机具备弯曲缸7、由内置保持弯曲轴承的弯曲轴承箱构成的进行凸***修正的弯曲机构。弯曲轴承箱6设在主轴承箱4的两外侧。在图1所示的例子中，在上辊1的弯曲轴承箱6的上方与下辊2的弯曲轴承箱6的下方分别设有弯曲缸7，利用这些弯曲缸7，向弯曲轴承箱施加与冲压负荷相同方向的弯曲力（弯曲按压类型）。另外，图中的箭头是各缸产生的负荷的方向与大小的图像。在本发明中，向与专利文献2所记载的弯曲修正的弯曲负荷的方向相反方向施加到弯曲轴承箱上。在向与冲压负荷方向相反方向对辊施加弯曲力的场合，被称为反弯曲。在本发明中，由于向与负荷方向相同方向对辊施加弯曲力，因此称为正弯曲。

如图2所示，弯曲缸7设在上辊1的弯曲轴承箱6与下辊2的弯曲轴承箱6之间，可以为拉伸上下的弯曲轴承箱的、弯曲拉伸类型。即使在该场合，也在与冲压负荷的方向相同的方向对辊施加弯曲力。

弯曲缸7能利用来自控制盘的控制指令设定加压力。弯曲缸在压力设定方面采用比例控制阀（电磁阀）。各缸采用液压。通过液压缸能够与高负荷对应，并且使用非压缩性的流体（动作油），进行稳定的加工。

成为本发明对象的辊***为与由辊的冲压负荷产生的弯曲相反的方向，在与负荷方向相同方向对辊施加力而使辊弯曲。因此，为了在冲压加工时不会对材料施加过度的冲压负荷，在本发明中，使用固定主轴承箱的位置的定位冲压方式。

主轴承箱、外壳等由钢铁制造，但严格地是高刚性的弹性体。因此，在决定主轴承箱（辊）位置时，位置在弹性变形的范围内变化。在本实施例中，为了容易进行其微调，作为辊定位机构，在主轴承箱间设置轴承间部件8与垫片或销9。利用轴承间部件进行较大的间隔调整，利用垫片或销，进行与条件的变化对应的微调。

通过这样进行辊定位，当利用弯曲缸7在与冲压负荷方向相同方向对弯曲轴承箱6施加弯曲力时，以主轴承箱4为支点在减小凸***的方向上修正辊形状。使用图4及图5说明该样式。图4表示凸***修正前的辊形状（凸***）。图5表示使用本发明进行凸***修正的样式。通过这样进行凸***修正，能够在宽度方向上均匀地对材料3进行加工。即，通过机械地使辊弯曲由加热辊的辊的热变形引起的辊精度变化量，对材料施加在宽度方向上均等的负荷，从而能进行高精度的压缩加工。

在本实施例中，为定位冲压方式，由于只设置在通常的辊弯曲修正机构（专利文献1所记载的弯曲修正机构）的弯曲轴承箱上施加与冲压负荷相同方向的负荷的弯曲缸即可，因此能够不必大幅地改造已有的辊式冲压机地得到能修正凸***的辊式冲压机。另外，为了修正凸***，考虑在主轴承箱的内侧设置弯曲机构，但与该场合相比，由于得到较大的力矩，因此能够减小弯曲缸，其结果，具有容易进行液压控制的优点。

另外，在上述实施例中，作为辊的定位机构，使用垫片或销，但并未限定于此。

作为垫片或销的代替方案，例如可以在上下的主轴承箱间设置能调整缸杆的位置的液压缸（在液压***中使用伺服阀的能控制位置的***）。但是，在该场合，难以在狭窄的主轴承箱间设置能调整位置的液压缸，并且，与上述实施例相比，存在***成本大幅地上升的缺点。

另外，作为垫片或销的其他代替方案，可以使上下辊使用使用了机械式的螺纹式压下装置的定位机构。在该场合，在产生麻烦等的紧急时，辊的开放程度慢成为难点。另外，可以对一侧辊进行位置固定（不可改变），并且使一侧辊使用使用了机械式的螺纹式压下装置的定位机构。

另外，作为垫片或销的其他代替方案，具有使一侧辊具有使用位置固定（不可改变）或机械式的螺纹式压下装置的定位机构，使另一侧辊为能定位的液压缸。在该场合，与上述实施例相比，存在***成本大幅地上升之类的缺点。

接着，说明使用了本发明的辊式冲压机的辊式冲压方法。

图3表示配置了上述辊式冲压机的辊式冲压设备的线整体图。在辊式冲压机的进入侧设置将二次电池电极材料等材料3卷绕为螺旋状的安装冲压前线圈14的卷出机12，在辊式冲压机主体的输出侧设有卷绕冲压后的材料并成为冲压后线圈15的卷入机13。另外，在辊式冲压机主体的输出侧设置计测被冲压的材料3的厚度的厚度计10。根据来自厚度计10的厚度测定值，在控制盘11中进行求出弯曲缸压力控制的控制值的运算，将控制值输出到辊式冲压机，利用该控制值控制弯曲缸的液压。

在本实施例中，厚度计10在宽度方向，在操作侧（没有辊驱动机构侧）Td、中央Tc、驱动侧（具有辊驱动机构的一侧）Tw这三点（三区域或三部位）计测厚度。另外，厚度计测点只要在宽度方向上是两点以上即可（中央与操作侧或驱动侧），但期望计测三点的厚度。另外，可以将计测器固定在三处而计测厚度，也可以在宽度方向上移动计测器而计测厚度。当在宽度方向上连续地计测时，设定操作侧、中央、驱动侧这三个区域，将其范围的测定值的平均值用于控制。

另外，厚度计10只要能够在线运转中连续或断续地计测材料厚度，则不指定计测方式。例如，作为厚度计的计测方式，具有在导向辊上的材料中，利用激光传感器检测材料的上表面位置，并且利用磁性传感器检测导向辊的位置，并根据其位置关系计测材料厚度的方法或利用激光传感器计测材料的两面位置，并根据其位置关系计测材料的厚度的方法等。

在本实施例中，热***（凸***）在使用辊式冲压机的线为稳定条件时进行最终调整。即，在辊或外壳、轴承箱等充分被加热且没有温度上升时（温度变化的曲线为平坦时）进行调整。

如上所述，在压缩时产生由从材料3受到的反作用力引起的辊的弯曲。该辊的弯曲在与热***相反方向使辊变形。当辊冲压时的线性负载为低线性负载化时，来自材料的反作用力小，由来自材料的反作用力引起的辊的弯曲变小。如果这样，则无法利用在压缩时从材料受到的辊的弯曲抵消热***，由热***引起的辊自身的形状对产品厚度精度带来显著影响。

因此，在线为稳定条件时，在根据来自图3所示的厚度计10的厚度测定值，判断为材料的宽度方向的厚度为凹形状（Td，Tw＞Tc）的场合（即，如图4所示，在判断为辊为凸***形状的场合），进行利用弯曲缸7的凸***修正。该凸***修正使用控制盘11自动地进行，但也可以目视测定值，作业人员用手动调整弯曲缸的压力。

这样，在线为稳定条件时，通过把握辊***的状况地调整弯曲缸的压力，在低线性负载下，即使在加热辊上产生凸***的状态，也能在宽度方向上均匀地对材料进行冲压。

另外，辊式冲压机具有即使在高压下也使用的场合。即，假想以在辊上产生弯曲的条件使用辊式冲压机的场合，并且，可以在弯曲轴承箱6的外侧设置用于进行弯曲修正的弯曲轴承箱与弯曲缸。另外，可以在弯曲轴承箱6上追加设置施加与冲压负荷相反方向的力的弯曲缸。

另外，本发明未限定于上述实施例，包括多种变形例。例如，上述实施例为了使本发明容易明白而详细地说明，未限定于具备全部的结构。另外，能将某实施例的结构的一部分置换为另一实施例的结构，并且，也能够在某实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，能对各实施例的结构的一部分进行其他结构的追加、删除、置换。

例如，上述各实施例在上下配置辊，但也能够将本发明同样应用于在水平方向上配置一对辊（第一辊与第二辊）的辊式冲压机。另外，在该变形例中，上述各实施例的上辊改称为第一辊，下辊改称为第二辊。

另外，例如，作为在弯曲轴承箱上施加负荷的机构，也能应用操作性等比实施例的液压缸方式差，但使用了螺纹机构的负荷施加机构。

Claims (4)

1.一种辊式冲压机，具备：

相对的一对辊；

分别轴支承上述一对辊的主轴承箱；以及

借助于上述主轴承箱对通过上述一对辊间的材料施加冲压负荷的第一负荷施加机构，

该辊式冲压机的特征在于，

上述一对辊是加热辊，

上述辊式冲压机以定位冲压方式构成，

具有：与上述主轴承箱独立地设在上述主轴承箱的各个外侧的弯曲轴承箱；对上述弯曲轴承箱施加与上述冲压负荷相同方向的负荷的第二负荷施加机构；以及

控制盘，对上述第二负荷施加机构给予控制指令以使得在利用由冲压加工时来自材料的反作用力产生的辊的弯曲而不能抵消在上述加热辊上产生的热***的场合，通过调整由对上述弯曲轴承箱上施加负荷的上述第二负荷施加机构产生的负荷来修正由热***形成的辊形状。

2.根据权利要求1所述的辊式冲压机，其特征在于，

上述第一负荷施加机构和上述第二负荷施加机构是使用了液压缸的负荷施加机构。

3.根据权利要求2所述的辊式冲压机，其特征在于，

上述定位冲压方式由设在上述主轴承箱间的轴承间部件与垫片或销实现。

4.一种辊式冲压方法，其使用了辊式冲压机，该辊式冲压机具备：相对的一对辊、分别轴支承上述一对辊的主轴承箱、以及借助于上述主轴承箱对通过上述一对辊间的材料施加冲压负荷的第一负荷施加机构，

该辊式冲压方法的特征在于，

上述辊式冲压机以定位冲压方式构成，

上述辊式冲压机具有：

与上述主轴承箱独立地设在上述主轴承箱的各个外侧的弯曲轴承箱；以及

对上述弯曲轴承箱施加与上述冲压负荷相同方向的负荷的第二负荷施加机构，

上述一对辊是加热辊，

在利用由冲压加工时来自材料的反作用力产生的辊的弯曲而不能抵消在上述加热辊上产生的热***的场合，通过调整由对上述弯曲轴承箱上施加负荷的上述第二负荷施加机构产生的负荷来修正由热***形成的辊形状。