KR100786395B1

KR100786395B1 - 금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기

Info

Publication number: KR100786395B1
Application number: KR1020050076230A
Authority: KR
Inventors: 김철진; 정준기; 안인섭; 조권구; 배승렬; 김용국
Original assignee: 경상대학교산학협력단
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2007-12-17
Also published as: KR20070021683A

Abstract

본 발명은 금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기에 관한 것으로서, 이차전지의 전극재 등의 정밀 금속 박판을 압연하는 압연기에 있어서, 상기 압연기는 베이스(1) 상에 직립하여 압연을 수행하기 위한 복수 개의 롤러체인 롤러어셈블리부(R), 상기 롤러어셈블리부(R)의 양단에 현가구동지지되는 왕복동급송과 권취용의 롤권취부(10,11), 상기 롤권취부(10,11)와 상기 롤러어셈블리부(R)를 동력급송하는 모우터(M), 상기 롤권취부(10,11)와 롤러어셈블리부(R)를 급송제어하는 전기적인 장치인 콘트롤러를 포함하고, 상기 롤러어셈블리부(R)는 상기 베이스(1)상에 고정된 개략 "ㄷ" 형상의 직립한 프레임(3) 내방에 설치되는 로어롤러어셈블리(RL)와 어퍼롤러어셈블리(RU)를 가지고, 상기 로어롤러어셈블리(RL)는 롤러축플레이트(31)에서 축지지되면서 하방부에 고정된 어셈블리이고, 어퍼롤러어셈블리(RU)는 상방의 롤러축플레이트(32)에서 축지지되면서 전체가 상하로 가이드되면서 간극조절스크류축(33,33')을 따라서 상하로 완충스프링(36)을 개재하면서 이동이 가능한 복수 개의 롤러어셈블리 인 것을 특징으로 한다.

이차전지, 전극,금속 박판, 냉간 압연, 롤러어셈블리

Description

금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기{Pressing machine having special roller assembly for metallic straps}

도 1은 종래의 압연기에 사용되는 롤러의 문제점을 설명하기 위한 모식적인 설명도.

도 2는 본 발명의 금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기의 구성의 측면도.

도 3은 도 2 의 정면도.

도 4 는 본 발명의 롤러어셈블리부를 확대도시하는 도 2 의 부분확대도.

도 5 는 본 발명의 롤러어셈블리부를 확대도시하는 도 3 의 부분확대도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: (압연기의)베이스

R: 롤러어셈블리부

10,11: 롤권취부

M: 모우터

본 발명은 다양한 종류의 금속박판의 압연가공, 특히 바람직하게는 이차전지 등의 금속스트립인 전극재의 제조에 사용이 적합한 롤러어셈블리를 가지는 압연기의 구성의 제공에 관한 것이다.

다양한 종류의 금속박판, 금속스트립(metallic strips)을 제조하는 공정이 정밀기계,응용전자분야에 요구되고 있다.

특히, 최근 들어 리튬전극, 리튬산화물전극, 니켈전극, 니켈산화물전극 등의 다양한 금속을 양극 또는 음극으로 하는 이차전지가 개발되어 널리 사용되고 있고, 이러한 이차전지용의 전극은 통상 니켈, 리튬 등의 다양한 금속을 연신하여 스트립형상으로 전개하여 소정의 크기와 형상으로 절단하여 사용하고 있다.

따라서, 소재공급업체에서 권선화된 롤권선으로 제공되는 원소재의 금속스트립을 가공하여 소망하는 두께의 금속스트립으로 제조하는 공정이 요구되고, 이러한 이차전지 전극제용의 압연기 및 그 압연기에 사용되는 롤러어셈블리는 종래의 일반적인 금속압연기의 것과는 상당히 다른 구성이 요구된다.

즉, 종래로부터의 일반적인 구성의 압연기의 롤러구성을 도시하는 도 1 에서와 같이, 한 쌍의 롤러(R1,R2) 사이를 통과하는 금속스트립(S1,S2)의 가공 압하 시에, 롤러(R1,R2)를 구동하는 구동축의 회전과 금속스트립(S1,S2)과의 마찰, 롤러(R1,R2)의 진원도, 롤러(R1,R2)를 구동하는 구동동력의 진동, 롤러(R1,R2)를 지지하는 축부의 기계적인 가공오차 등에 따라서,

소망스럽지 않는 y, z 축으로의 요동이 유발되고 이 요동이 연신완료된 금속스트립(S2)의 두께를 가변시켜 국부적인 발열이나 불균일한 전류의 방출 등 고가의 기기에 부정적인 영향을 주게 되는 것이다.

이는 가공되는 니켈, 크롬 등의 비교적 고가의 금속을 상당한 정밀도의 균일한 두께로서 연신 성형하여야 하므로 축간거리가 각회전에 따라서 균일하게 유지되어야 하고, 연신축 외의 다른 방향으로의 축의 이동이 최대한 억제되어야 하는 것이다.

이는 이차전지용의 전극은 연신가공되는 금속의 원자간의 집합체인 그레인이 연신가공 시에 일정한 방향성을 가져야 최대의 방-충전효율을 가지는 이차전지의 전극의 제조가 가능하므로 압연기 특히, 압연기에 사용되는 롤러어셈블리의 정밀한 압하량의 조절 및 압하 간극의 유지, 압연시의 축간거리의 일정성이 요구되는 등 그 관리내용이 세밀하기 때문이다.

이러한 정밀압연의 요청은 이차전지의 전극재 뿐만 아니고 다양한 분야의 산업기술에서 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 금속박판이나 금속스트립 등의 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기에 부응하기 위하여 안출된 것으로서 금속압연, 특히 고가의 금속의 스트립 압연에 적용됨으로서 균일한 두께와 방향성을 가지는 전극의 제조가 가능한 구성을 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기는;

이차전지의 전극재를 스트립형상체로 압연하는 압연기에 있어서, 상기 압연기는 베이스 상에 직립하여 압연을 수행하기 위한 복수 개의 롤러체인 롤러어셈블리부, 상기 롤러어셈블리부의 양단에 현가구동지지되는 왕복동급송과 권취용의 롤권취부, 상기 롤권취부와 상기 롤러어셈블리부를 동력급송하는 모우터, 상기 롤권취부와 롤러어셈블리부를 급송제어하는 전기적인 장치인 콘트롤러를 포함하고,

상기 롤러어셈블리부는 상기 베이스상에 고정된 개략 "ㄷ" 형상의 직립한 프레임 내방에 설치되는 로어롤러어셈블리와 어퍼롤러어셈블리를 가지고, 상기 로어롤러어셈블리는 롤러축플레이트에서 축지지되면서 하방부에 고정된 어셈블리이고, 어퍼롤러어셈블리는 상방의 롤러축플레이트에서 축지지되면서 전체가 상하로 가이드되면서 간극조절스크류축을 따라서 상하로 완충스프링을 개재하면서 이동이 가능한 복수 개의 롤러어셈블리 인 것을 특징으로 한다.

이하의 부수된 도면과 함께 본 발명의 금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기를 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 롤러어셈블리가 적용된 압연기의 구성의 측면도, 도 3은 도 2 의 정면도, 도 4 는 본 발명의 롤러어셈블리부를 확대도시하는 도 2 의 부분확대도, 도 5 는 본 발명의 롤러어셈블리부를 확대도시하는 도 3 의 부분확대도로서 함계 설명한다.

베이스(1) 상에 직립하여 구성되는 구조물체인 본 발명의 압연기(E)는,

주요부인 롤러어셈블리부(R)를 어셈블리체로서 중앙에 두고 양단에 왕복동급송 및 권취를 위한 롤권취부(10,11)를 현가된 축부로서 가지고, 롤권취부(10,11)는 모우터(M)와는 도시하지 아니하는 체인 등으로 연결되어 정역회전이 자유롭게 되어 가공 대상의 전극금속을 왕복동시켜 소망하는 두께로서 설정이 가능하다.

전동기(M)로서 전달된 동력은 샤프트케이지(25)의 샤프트(26,27)로부터 도 2 에는 도시하지 않지만 도 3 에 측면도로서 개시되는 유니버셜죠인트(20,21)를 개재하여 동력이 롤러어셈블리부(R)로 경사각을 가지면서 전달된다.

CR은 본 발명의 압연기(E)를 전체 구동제어하는 콘트롤러이다.

본 발명의 주요부가 되는 롤러어셈블리부(R)는 도시하는 바와 같이,

개략 "ㄷ" 형상의 직립한 프레임(3) 내방에 설치되는 로어롤러어셈블리(RL)와 어퍼롤러어셈블리(RU)가 상대적으로 가변하여 구동가능한 한 쌍의 롤러어셈블리로서 구성된다.

로어롤러어셈블리(RL)는 롤러축플레이트(31)에서 축지지되면서 하방부에 고정된 어셈블리이고 어퍼롤러어셈블리(RU)는 상방의 롤러축플레이트(32)에서 축지지되면서 전체가 상하로 가이드되면서 간극조절스크류축(33,33')을 따라서 상하로 완충스프링(36)을 개재하면서 이동이 가능하며,

이 간극조절스크류축(33,33')은 상방의 콜렛축공(34)에 회전용 콜렛(도시하지 아니함)을 삽입하여 수동으로 회전시킴으로서 상하로 미세이동하여 어퍼롤러어셈블리(RU)와 고정된 로어롤러어셈블리(RL)의 어퍼메인롤러(UM)과 로어메인롤러(LM)의 간극(G)이 미세하게 조절되므로 가공하고자 하는 이차전지의 전극금속의 압연율을 제어하게 된다.

어퍼롤러어셈블리(RU)는 로어롤러어셈블리(RL)에 대하여 상대적으로 상하이 동이 조절되므로 모우터(M)로부터 상기 롤러어셈블리부(R)의 어퍼메인롤러(UM)과 로어메인롤러(LM)는 상기 어퍼롤러어셈블리(RU)의 상하이동에 따른 유격을 흡수하도록 유니버셜죠인트(20,21)로서 동력연결되는 것이 바람직한 것이다.

복수 개의 롤러가 각각 집합되어 구성되는 로어롤러어셈블리(RL)와 어퍼롤러어셈블리(RU)의 구성을 설명한다.

도 4 에 확대도시되는 바와 같이,

어퍼롤러어셈블리(RU)와 로어롤러어셈블리(RL)는 각각 롤러축플레이트(31,32)에서 베어링 등의 축지지구에 의하여 축지지되어 소정의 폭(B)을 가지는 롤러축으로서 초경합금으로 가공되는 어퍼메인롤러(UM)과 로어메인롤러(LM)을 가짐으로서 이 롤러들이 실제 압연롤러로서 사용된다.

어퍼롤러어셈블리(RU)와 로어롤러어셈블리(RL)에는 도시하는 바와 같이, 각각 제1정형롤러(RU1,RL1)와 제2정형롤러(RU2,RL2)가 역시 폭(B) 가지면서 양단이 롤러축플레이트(31,32)에 의하여 지지되면서 재공되고 ,상기의 어퍼메인롤러(UM)과 로어메인롤러(LM)와 소정의 접촉각(a)을 가지면서 단면상으로 보아서 점접촉하고 있다.

따라서, 어퍼메인롤러(UM)-제1정형롤러(RU1)-제2정형롤러(RU2)가 어퍼롤러어셈블리(RU)를 구성하고, 로어메인롤러(LM)-제1정형롤러(RL1)와 제2정형롤러(RL2)가 로어롤러어셈블리(RL)를 각각 구성하는 것이다.

제1정형롤러(RU1,RL1)와 제2정형롤러(RU2,RL2)는 초경합금이 아니더라도 열처리된 철계의 소재를 사용하여 가공함으로서 비용을 저감할 수 있고 작동 상의 어 떠한 문제점도 없다.

상기하는 복수 개의 롤러의 구성으로서 제1정형롤러(RU1,RL1)와 제2정형롤러(RU2,RL2)는 롤러의 축방향을 따라서 연속적인 단면상 점접촉 즉, 축 전체 길이방향으로는 선접촉으로서 각각 어퍼메인롤러(UM)과 로어메인롤러(LM)를 눌러 회동 시의 토오크에 의한 기계적인 변형을 최대한 억제하는 구성을 가진다.

상기하는 제1정형롤러(RU1,RL1)와 제2정형롤러(RU2,RL2)는 그 양단의 축부가 각각 프레임(30)의 폭(B)을 둔 양단의 롤러축플레이트(31,32)에 장착되며,

더욱 바람직하게는 제1정형롤러(RU1,RL1)와 제2정형롤러(RU2,RL2)의 양단의 축부를 축지지하기 위하여 롤러축플레이트(31,32)의 장착되는 축부케이지(37)에 그 축의 양단축부가 수용되면서,

제1정형롤러(RU1,RL1)와 제2정형롤러(RU2,RL2)의 어느 하나 이상의 축중심에 대하여 수직방향으로 조절스크류(35)에 의하여 축간 거리가 조절이 가능하도록 구성함으로서, 제1정형롤러(RU1,RL1)와 제2정형롤러(RU2,RL2)의 어퍼메인롤러(UM)과 로어메인롤러(LM)에 대한 접촉압을 가변할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

상기하는 구성으로서,

이차전지의 전극을 형성하기 위한 가공대상의 제조공장 등으로부터 공급되는 금속스트립권취롤(r1)을 압연기(E)의 롤권취부(10)에 걸어 당겨 로어롤러어셈블리(RL)와 어퍼롤러어셈블리(RU)의 어퍼메인롤러(UM)과 로어메인롤러(LM) 사이에 끼워 압연을 개시하고 압연되어 나온 금속스트립(S)을 대향하는 금속스트립권취롤(r2)에 걸어 감으면서 압연을 수행하게 된다.

이러한 작업에서 간극조절스크류축(33,33') 상방의 콜렛축공(34)에 콜렛을 끼워 가공 대상의 스트립의 두께를 제어하고, 금속스트립권취롤(r1)과 금속스트립권취롤(r2) 사이에 현가된 금속스트립(S)을 왕복동시켜 금속원자의 방향성을 균일하게 가공할 수 있게 된다.

상기하는 가공에서 본 발명의 금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기는 롤러어셈블리부(R)를 구성함에 있어서,

로어롤러어셈블리(RL)와 어퍼롤러어셈블리(RU)를 분리 구성하고 각각의 어퍼롤러어셈블리(RU)와 로어롤러어셈블리(RL)는 어퍼메인롤러(UM)-제1정형롤러(RU1)-제2정형롤러(RU2)가 어퍼롤러어셈블리(RU)를 구성하고, 로어메인롤러(LM)-제1정형롤러(RL1)와 제2정형롤러(RL2)가 로어롤러어셈블리(RL)를 구성함으로서 압연 및 연신과정에서, 기계적인 토오크, 마찰, 축부의 기계적인 가공오차 등에 기인하는 소망스럽지 아니한 y,z 축으로의 변형이 최대한 억제됨으로서 방향성이 균일한 이차전지의 전극재의 가공이 가능하고,

연속적인 압연이 가능함으로서 대량 생산에도 유용한 등의 유용성을 가진다.

이상과 같은 본 발명의 금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기는,
종래의 금속스트립의 압연장치에 비하여 미세한 두께의 이차전지의 전극재를 제조할 수 있고 균일한 방향성을 가지는 전극재의 제조가 가능하여 이차전지의 효율을 높이는 등의 유용성을 가지는 발명인 것이다.

삭제

Claims

금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기에 있어서,

상기 압연기는 베이스(1) 상에 직립하여 압연을 수행하기 위한 복수 개의 롤러체인 롤러어셈블리부(R), 상기 롤러어셈블리부(R)의 양단을 가로질러 걸려져 구동지지되는 왕복동급송과 권취용의 롤권취부(10,11), 상기 롤권취부(10,11)와 상기 롤러어셈블리부(R)를 동력급송하는 모우터(M), 상기 롤권취부(10,11)와 롤러어셈블리부(R)를 급송제어하는 전기적인 장치인 콘트롤러를 포함하고,

상기 롤러어셈블리부(R)는 상기 베이스(1)상에 고정된 "ㄷ" 형상의 직립한 프레임(3) 내부에 설치되는 로어롤러어셈블리(RL)와 어퍼롤러어셈블리(RU)를 가지고, 상기 로어롤러어셈블리(RL)는 롤러축플레이트(31)에서 축지지되면서 하방부에 고정된 어셈블리이고, 상기 어퍼롤러어셈블리(RU)는 상방의 롤러축플레이트(32)에서 축지지되면서 전체가 상하로 가이드되면서 간극조절스크류축(33,33')을 따라서 상하로 완충스프링(36)을 개재하면서 이동이 가능한 복수 개의 롤러어셈블리 인 것을 특징으로 하는 금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기.
제 1 항에 있어서,

상기 롤러어셈블리부(R)의 로어롤러어셈블리(RL)와 어퍼롤러어셈블리(RU)는,

상기 롤러축플레이트(31,32)에서 베어링을 가지는 축지지구에 의하여 축지지되는 가지는 롤러축으로서 초경합금으로 가공되는 어퍼메인롤러(UM)과 로어메인롤러(LM)을 가지고,

상기 어퍼롤러어셈블리(RU)와 로어롤러어셈블리(RL)에는 제1정형롤러(RU1,RL1)와 제2정형롤러(RU2,RL2)가 양단이 롤러축플레이트(31,32)에 의하여 지지되면서 제공되고, 상기의 어퍼메인롤러(UM)과 로어메인롤러(LM)와 소정의 접촉각(a)을 가지면서 단면상 점접촉하여 상기 어퍼메인롤러(UM)과 로어메인롤러(LM)를 가압지지하는 것을 특징으로 하는 금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기.
제 1 항에 있어서,

상기 제1정형롤러(RU1,RL1)와 제2정형롤러(RU2,RL2)는 각각 프레임(30)의 폭(B)을 둔 양단의 롤러축플레이트(31,32)에 장착되고,

상기 롤러축플레이트(31,32)에 고정되는 축부케이지(37)에 상기 제1정형롤러(RU1,RL1)와 제2정형롤러(RU2,RL2)의 양단축부가 수용되고,

상기 상기 제1정형롤러(RU1,RL1)와 제2정형롤러(RU2,RL2)의 양단축부의 어느 하나 이상이 축중심에 대하여 수직방향으로 설치된 조절스크류(35)에 의하여 어퍼메인롤러(UM)과 로어메인롤러(LM)와의 축간 거리조절로서 가압력을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 금속박판 제조용 롤러어셈블리를 가지는 압연기.