JP2014149083A - Valve and coating device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バルブとそれを用いた塗工装置に関するものである。 The present invention relates to a valve and a coating apparatus using the valve.
従来より、フィルム、布帛、紙、金属箔、金属メッシュなどの長尺状のウエブに塗工液を間欠塗工する間欠塗工装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an intermittent coating apparatus that intermittently coats a coating liquid on a long web such as a film, fabric, paper, metal foil, or metal mesh has been proposed (for example, see Patent Document 1).
この従来の間欠塗工装置は、バックアップロール上を搬送するウエブにダイによって未塗工区間と塗工区間とを交互に形成するために、塗工液を圧送するポンプとダイとの間にバルブを設け、未塗工区間を形成するときは、このバルブを閉じてダイへの塗工液の供給を停止し、一方、塗工区間を形成するときは、このバルブを開けてダイに塗工液を供給する。 This conventional intermittent coating apparatus has a valve between a pump for feeding coating liquid and a die in order to alternately form an uncoated section and a coated section by a die on a web transported on a backup roll. When forming an uncoated section, close this valve and stop supplying the coating liquid to the die.On the other hand, when forming a coated section, open this valve and apply the coating to the die. Supply liquid.
しかし、最近のリチウムイオン電池の電極部材などに使用される金属箔に、塗工液を間欠塗工する場合には、未塗工区間の長さと塗工区間の長さの精度が、従来より高く要求される。 However, when applying a coating liquid intermittently to a metal foil used for electrode members of recent lithium ion batteries, the accuracy of the length of the uncoated section and the length of the coated section is better than before. Highly demanded.
そのため、ダイに塗工液を供給/停止させるバルブを、従来のようにエアシリンダーによって駆動した場合には、空気やエアシリンダーなどの摩擦抵抗による遅れが一定でないため、バルブの開閉のための動作時間にばらつきが生じ、塗工区間の長さと未塗工区間の長さが微妙に変わり、上記要求に対応できない場合があるという問題点があった。 Therefore, when the valve that supplies / stops the coating liquid to the die is driven by an air cylinder as in the past, the delay due to the frictional resistance of the air or air cylinder, etc. is not constant. There is a problem in that the time varies, the length of the coated section and the length of the uncoated section change slightly, and may not be able to meet the above requirements.
また、ACサーボモータを用いて、バルブを開閉させた場合であっても、サーボモータによる応答時間が遅いため、やはり上記要求に対応できない場合があるという問題点があった。 Further, even when the AC servomotor is used to open and close the valve, the response time by the servomotor is slow.
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、開閉動作が迅速で、かつ、正確に行うことができるバルブ及びそれを用いた塗工装置を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a valve that can be opened and closed quickly and accurately, and a coating apparatus using the same.
本発明は、バルブ本体の側部に設けられた流体の入口と、前記バルブ本体の上部に設けられた前記流体の第1の出口と、前記バルブ本体の上部に前記第1の出口と並んで設けられた前記流体の第2の出口と、前記バルブ本体内部に設けられた前記入口と前記第1の出口と前記第2の出口とを繋ぐ空間と、前記第1の出口を開閉する第1の弁と、前記第2の出口を開閉する第2の弁と、前記第1の弁における第1の弁体を第1の弁座に対し摺動させるために前記バルブ本体の下部に設けられた第1のボイスコイルモータと、前記第2の弁における第2の弁体を第2の弁座に対し摺動させるために前記バルブ本体の下部に前記第1のボイスコイルモータと並んで設けられた第2のボイスコイルモータと、を有し、前記第1のボイスコイルモータの一端部から突出した第1の摺動シャフトに、前記第1の弁体が設けられ、前記第2のボイスコイルモータの一端部から突出した第2の摺動シャフトに、前記第2の弁体が設けられ、前記第1のボイスコイルモータの他端部から突出した前記第1の摺動シャフトに、前記第1の摺動シャフトの位置を検出するための第1の位置センサが設けられ、前記第2のボイスコイルモータの他端部から突出した前記第2の摺動シャフトに、前記第2の摺動シャフトの位置を検出するための第2の位置センサが設けられた、ことを特徴とするバルブである。 The present invention includes a fluid inlet provided at a side portion of the valve body, a first outlet for the fluid provided at an upper portion of the valve body, and the first outlet at an upper portion of the valve body. A second outlet of the fluid provided, a space connecting the inlet, the first outlet, and the second outlet provided in the valve body, and a first that opens and closes the first outlet. A second valve for opening and closing the second outlet, and a first valve body in the first valve for sliding the first valve body relative to the first valve seat. The first voice coil motor and a second valve body of the second valve are provided alongside the first voice coil motor at a lower portion of the valve body for sliding the second valve body with respect to the second valve seat. A second voice coil motor, wherein the first voice coil motor The first valve body is provided on a first sliding shaft projecting from an end, and the second valve body is disposed on a second sliding shaft projecting from one end of the second voice coil motor. A first position sensor for detecting the position of the first sliding shaft is provided on the first sliding shaft protruding from the other end of the first voice coil motor; A second position sensor for detecting the position of the second sliding shaft is provided on the second sliding shaft protruding from the other end of the second voice coil motor. It is a valve.
本発明のバルブであると、ボイスコイルモータを用いることにより、第1の出口及び第2の出口の開閉を迅速、かつ、正確に行うことができる。 In the valve of the present invention, by using the voice coil motor, the first outlet and the second outlet can be opened and closed quickly and accurately.
また、本発明のバルブを用いた塗工装置であると、塗工区間の長さと未塗工区間の長さとを正確にウエブ上に形成できる。 Further, in the coating apparatus using the valve of the present invention, the length of the coating section and the length of the uncoated section can be accurately formed on the web.
本発明の一実施例のバルブ10と、そのバルブ10を用いた塗工装置100について説明する。
A
(1)バルブ10の構造
まず、バルブ10の構造について図1に基づいて説明する。
(1) Structure of
本実施例のバルブ10は、バルブ本体12の側部に流体である塗工液の入口14が開口し、バルブ本体12の上部には、円筒状の第1の出口16と円筒状の第2の出口18とが並んで形成され開口している。バルブ本体12内部は、入口14と第1の出口16と第2の出口18とを繋ぐ空間20が形成されている。この空間20内部であって、第1の出口16の基部には、ゴム製、又は、シリコン製の第1の弁座22が形成され、第2の出口18の基部にはゴム製の第2の弁座24が形成されている。
In the
第1の弁座22を開閉するための第1の弁体26が、第1の出口16の基部内部に配されている。第2の弁座24を開閉するための第2の弁体28が、第2の出口18の基部内部に配されている。
A
バルブ本体12の下部には、第1のボイスコイルモータ30、第2のボイスコイルモータ32とが並んで取り付けられている。
A first
第1のボイスコイルモータ30の上部から突出した第1の摺動シャフト34は、バルブ本体12を貫通し、その先端に第1の弁体26が取り付けられている。この第1の摺動シャフト34が摺動することにより、この第1の弁体26が第1の弁座22を開閉する。第1のボイスコイルモータ30の下部から突出した第1の摺動シャフト34には、第1の位置センサ38が取り付けられている。この第1の位置センサ38は、リニアスケールより構成され、第1の摺動シャフト34の位置を1μm単位で検出できる。
The first sliding
第2のボイスコイルモータ32の上部から突出した第2の摺動シャフト36は、バルブ本体12を貫通し、その先端に第2の弁体28が取り付けられている。この第2の摺動シャフト36が摺動することにより、この第2の弁体28が第2の弁座24を開閉する。第2のボイスコイルモータ32の下部から突出した第2の摺動シャフト36には、第2の位置センサ40が取り付けられている。この第2の位置センサ40もリニアスケールから構成され、第2の摺動シャフト36の位置を1μm単位で検出できる。
The second sliding
(2)第1のボイスコイルモータ30の構造と動作状態
次に、第1のボイスコイルモータ30の構造について説明する。
(2) Structure and Operating State of First
円筒形に形成されたケーシング31内部には、円筒形の鉄製のアウターヨーク42が配され、このアウターヨーク42の内周面には、リング状のマグネット44が固定されている。この円筒形のアウターヨーク42の内側には、円柱型の鉄製のインナーヨーク46が配され、アウターヨーク42とインナーヨーク46とは下面で固定されている。
A cylindrical iron
アウターヨーク42とインナーヨーク46との間には、間隙が設けられている。円筒形の非磁性のコイルボビン48が、この間隙を軸方向に摺動自在に配されている。コイルボビン48の外周面にはコイル50が巻回され、リング状のマグネット44の位置に対応している。
A gap is provided between the
コイルボビン48の軸方向の中央部には、第1の摺動シャフト34が貫通して固定されている。
A first sliding
第2のボイスコイルモータ32も、第1のボイスコイルモータ30と同様の構造を有している。
The second
(3)第1のボイスコイルモータ30の動作状態
第1のボイスコイルモータ30の動作状態について説明する。
(3) Operating State of First Voice Coil
第1のボイスコイルモータ30のコイル50に、直流電流を流すことにより、リング状のマグネット44との間に磁界が発生し、ファラデーの法則により、コイルボビン48が第1のボイスコイルモータ30と第1の摺動シャフト34が軸方向に移動する。この軸方向に移動する摺動速度は、コイル50に流す直流電流の強さによって決定される。また、第1の摺動シャフト34がどの位置まで突出させるかは、第1の位置センサ38で第1の摺動シャフト34の位置を検出し、所定の位置まで第1の摺動シャフト34が移動すると、コイル50に流れる直流電流をOFFし、第1の摺動シャフト34の摺動を停止させる。
When a direct current is passed through the
第2のボイスコイルモータ32も、第1のボイスコイルモータ30と同様の動作を行う。
The second
(3)塗工装置100の構成
次に、塗工装置100の構成について、図2に基づいて説明する。
(3) Configuration of
リチウムイオン電池の電極部材の材料となる長尺状のウエブW(例えば、金属箔)が、バックアップロール102によって所定の走行速度Vで走行する。このバックアップロール102の側方には、ウエブWに塗工液を間欠塗工するためのダイ104が配されている。このダイ104内部には、液溜め部106が設けられ、この液溜め部106からスリット108を経てダイ104の吐出口に至る。
A long web W (for example, a metal foil), which is a material of an electrode member of a lithium ion battery, travels at a predetermined traveling speed V by a
塗工液を貯留するためのタンク110が配され、このタンク110から塗工液を圧送するポンプ112が設けられている。このポンプ112は、ポンプモータ114によって駆動する。
A
ポンプ112から圧送された塗工液を供給する圧送配管116が、上記で説明したバルブ10の入口14に接続されている。
A
バルブ10の第1の出口16には、給液配管118の一端部が接続され、この給液配管118の他端部は、ダイ104の塗工液入口120に接続されている。
One end of a
バルブ10の第2の出口18には、循環配管122の一端部が接続され、この循環配管122の他端部は、タンク110に設けられている。また、この循環配管122の途中には絞り弁124が設けられている。
One end of a
バックアップロール102の前後には、ウエブWを案内する案内ロール130と案内ロール132が回転自在に設けられている。
Before and after the
(4)塗工装置100の電気的構成
塗工装置100の電気的構成について、図2に基づいて説明する。
(4) Electrical configuration of
コンピュータよりなる制御部126には、バックアップロール102を回転させるための走行モータ128、ポンプ112を駆動させるポンプモータ114、バルブ10の第1のボイスコイルモータ30、第2のボイスコイルモータ32がそれぞれ接続されている。
The
(5)塗工装置100の動作状態
次に、塗工装置100を用いてウエブWに塗工区間と未塗工区間を形成する間欠塗工を行う動作について説明する。
(5) Operation state of
ウエブWに塗工区間を形成する場合、制御部126がウエブWを走行速度Vで走行させ、バルブ10の第1の出口16を開状態にし、第2の出口18を閉状態にして、ポンプ112から塗工液を圧送し、バルブ10を経て、ダイ104に塗工液を圧送する。ダイ104に圧送された塗工液は、液溜め部106からスリット108を経て吐出口において塗工液を、走行するウエブWに塗工する。この場合に、塗工区間の始端部の盛り上がりを防止するために、第1の出口16が開状態に至るまで、及び、第2の出口18が閉状態に至るまでのバルブ10の動作を制御する。その制御方法は、次の通りである。
When the coating section is formed on the web W, the
まず、塗工区間の始端部が盛り上がらないように予め塗工テストによって、ウエブWの基準走行速度V0のときの第1の摺動シャフト34の基準摺動速度v0を測定し、制御部126が、この測定した基準走行速度V0と基準摺動速度v0を記憶する。
First, the reference sliding speed v0 of the first sliding
そして、制御部126は、ウエブWの走行速度Vが基準走行速度V0のときは、この記憶させた基準摺動速度v0によって、第1の摺動シャフト34を移動させ、第1の出口16を開状態にし、第2の出口18を閉状態にして、ウエブWに塗工液の塗工を開始して塗工区間を形成する。しかし、走行速度Vが基準走行速度V0から変化し、例えば、走行速度Vが基準走行速度V0の2倍となった場合には、制御部126は、第1の摺動速度v1を基準摺動速度v0の2倍に上げて、塗工を開始する。すなわち、制御部126は、第1のボイスコイルモータ30のコイル50に流す直流電流の強さを制御して、走行速度Vが上昇するほど第1の摺動速度v1も上昇させ、また、逆に走行速度Vが下がるほど、第1の摺動速度v1も下げて塗工を開始する。このような制御をする理由は、ウエブWに同じ厚さで塗工液を塗工する場合に、走行速度Vが上がるほど、ダイ104からの単位時間当たりの塗工液の吐出量を増加させる必要があり、塗工量を増加させるには第1の摺動シャフト34を早く摺動させて第1の弁体26を早く開状態にする必要があるからである。第1の摺動シャフト34を開状態にするときの摺動停止位置は、第1の位置センサ38によって検出し、予め決められた所定位置まで第1の摺動シャフト34が突出すると、制御部126は、第1のボイスコイルモータ30のコイル50に流す直流電流をOFFして、第1の摺動シャフト34の摺動を停止させる。また、制御部126は、第2のボイスコイルモータ32のコイル50に流す直流電流の強さを制御して、第2の出口18を閉状態にする場合に、第2の摺動シャフト36の第2の摺動速度v2を最大摺動速度v2maxで行う。第2の摺動シャフト36を閉状態にするときの摺動停止は、第2の弁体28が第2の弁座24に当たると停止させる。これによって、ウエブWの走行速度Vに合わせて塗工液の吐出量が制御され、塗工区間の始端部の盛り上がりを防止できて、塗工を開始できる。
Then, when the traveling speed V of the web W is the reference traveling speed V0, the
次に、制御部126は、走行速度VからウエブWの塗工区間の長さを測定し、塗工区間の塗工が終了した場合には、第1の出口16を閉状態にし、同時に第2の出口18を開状態にする。制御部126は、第1のボイスコイルモータ30のコイル50に流す直流電流の強さを制御して、第1の出口16を閉状態にする第1の摺動シャフト34の第1の摺動速度v1を最大摺動速度v1maxで行う。一方、制御部126は、第2のボイスコイルモータ32のコイル50に流す直流電流の強さを制御して、第2の出口18を開状態にする場合も同様に、第2の摺動シャフト36の第2の摺動速度v2を最大摺動速度v2maxで行う。このような制御をする理由は、塗工液の吐出が迅速に終了すればするほど、塗工区間の終端部がエッジ状になって盛り上がりを防止でき、そして、塗工液の吐出を迅速に終了させるには、第1の摺動シャフト34を最も早く摺動させて第1の弁体26を閉状態にする必要があるからである。なお、第1の摺動シャフト34を閉状態にするときの摺動停止は、第1の弁体26が第1の弁座22に当たると停止させる。また、第2の摺動シャフト36を開状態にするときの摺動停止位置は、第2の位置センサ40によって検出し、予め決められた所定位置まで第1の摺動シャフト34が突出すると、制御部126は、第2のボイスコイルモータ32のコイル50に流す直流電流をOFFして、第2の摺動シャフト36の摺動を停止させる。これによって、塗工区間の終端部の盛り上がりを防止でき、また、塗工区間の長さを予め決めた長さに正確に塗工できる。
Next, the
次に、制御部126は、走行速度VからウエブWの未塗工区間の長さを測定し、未塗工区間の形成が終了すると、上記と同様の制御によってバルブ10の第1の出口16を開状態にし、第2の出口18を閉状態にして、ウエブWに塗工区間を塗工する。未塗工区間を形成している場合には、バルブ10の第1の出口16が閉状態であり、第2の出口18が開状態であるため、ポンプ112から圧送された塗工液は、循環配管122によって、タンク110に循環する。この循環量は、絞り弁124によって決定する。
Next, the
(6)効果
本実施例によれば、第1のボイスコイルモータ30と第2のボイスコイルモータ32によってバルブ10の第1の出口16と第2の出口18の開閉状態を制御している。この場合に、第1のボイスコイルモータ30と第2のボイスコイルモータ32に流す直流電流の強さと、第1の位置センサ38と第2の位置センサ40によって、速度制御と位置制御を行っているため、塗工区間の長さと未塗工区間の長さを正確に塗工することができる。また、塗工区間における始端部と終端部における塗工液の盛り上がりを防止できる。
(6) Effect According to the present embodiment, the first
上記実施例では、塗工装置100の塗工ヘッドとしてダイ104を用いたが、これに限らず他の塗工ヘッド、例えばリップ型コーターや、ドクターエッジを有する塗工ヘッドを用いてもよい。
In the said Example, although the die | dye 104 was used as a coating head of the
上記では本発明の一実施例を説明したが、この実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施例やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although one embodiment of the present invention has been described above, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10 バルブ
12 バルブ本体
14 入口
16 第1の出口
18 第2の出口
26 第1の弁体
28 第2の弁体
30 第1のボイスコイルモータ
32 第2のボイスコイルモータ
34 第1の摺動シャフト
36 第2の摺動シャフト
38 第1の位置センサ
40 第2の位置センサ
100 塗工装置
102 バックアップロール
104 ダイ
110 タンク
112 ポンプ
126 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記バルブ本体の上部に設けられた前記流体の第1の出口と、
前記バルブ本体の上部に前記第1の出口と並んで設けられた前記流体の第2の出口と、
前記バルブ本体内部に設けられた前記入口と前記第1の出口と前記第2の出口とを繋ぐ空間と、
前記第1の出口を開閉する第1の弁と、
前記第2の出口を開閉する第2の弁と、
前記第1の弁における第1の弁体を第1の弁座に対し摺動させるために前記バルブ本体の下部に設けられた第1のボイスコイルモータと、
前記第2の弁における第2の弁体を第2の弁座に対し摺動させるために前記バルブ本体の下部に前記第1のボイスコイルモータと並んで設けられた第2のボイスコイルモータと、
を有し、
前記第1のボイスコイルモータの一端部から突出した第1の摺動シャフトに、前記第1の弁体が設けられ、
前記第2のボイスコイルモータの一端部から突出した第2の摺動シャフトに、前記第2の弁体が設けられ、
前記第1のボイスコイルモータの他端部から突出した前記第1の摺動シャフトに、前記第1の摺動シャフトの位置を検出するための第1の位置センサが設けられ、
前記第2のボイスコイルモータの他端部から突出した前記第2の摺動シャフトに、前記第2の摺動シャフトの位置を検出するための第2の位置センサが設けられた、
ことを特徴とするバルブ。 A fluid inlet on the side of the valve body;
A first outlet for the fluid provided at the top of the valve body;
A second outlet for the fluid provided at the top of the valve body alongside the first outlet;
A space connecting the inlet, the first outlet, and the second outlet provided in the valve body;
A first valve that opens and closes the first outlet;
A second valve for opening and closing the second outlet;
A first voice coil motor provided at a lower portion of the valve main body for sliding the first valve body of the first valve with respect to the first valve seat;
A second voice coil motor provided alongside the first voice coil motor at a lower portion of the valve main body for sliding the second valve body of the second valve relative to the second valve seat; ,
Have
The first valve body is provided on a first sliding shaft protruding from one end of the first voice coil motor,
The second valve body is provided on a second sliding shaft projecting from one end of the second voice coil motor,
A first position sensor for detecting a position of the first sliding shaft is provided on the first sliding shaft protruding from the other end of the first voice coil motor;
A second position sensor for detecting a position of the second sliding shaft is provided on the second sliding shaft protruding from the other end of the second voice coil motor;
A valve characterized by that.
走行する長尺状のウエブに塗工液を塗工する塗工ヘッドと、
塗工液を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された塗工液を圧送するポンプと、
前記ポンプからの塗工液を前記バルブの入口に供給する圧送配管と、
前記バルブの第1の出口から前記塗工ヘッドに塗工液を供給する給液配管と、
前記バルブの第2の出口から前記タンクに塗工液を循環させる循環配管と、
前記バルブの前記第1の出口を開閉することによって前記ウエブに間欠塗工を行う制御手段と、
を有することを特徴とする塗工装置。 A valve according to claim 1;
A coating head for applying a coating liquid to a traveling long web;
A tank for storing the coating liquid;
A pump for pumping the coating liquid stored in the tank;
A pressure feed pipe for supplying the coating liquid from the pump to the inlet of the valve;
A liquid supply pipe for supplying a coating liquid from the first outlet of the valve to the coating head;
A circulation pipe for circulating a coating liquid from the second outlet of the valve to the tank;
Control means for performing intermittent coating on the web by opening and closing the first outlet of the valve;
The coating apparatus characterized by having.
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