(57)【要約】【課題】シート材の被成形部間の長さにばらつきが生じることを抑制することができる。【解決手段】ロール成形装置１０は、対向配置された一対の成形ロール２１，３１を互いに逆方向に回転させることにより、各成形ロール２１，３１間を通過するシート材を成形する。各成形ロール２１，３１の外周面には、各ベース円２４ａ，３４ａから径方向外側に突出するとともに周方向において間隔をおいて複数形成された刃部２４ｂ，３４ｂを有し、シート材に被成形部を成形する成形領域２７，３７と、非成形領域２８，３８とが設けられている。各成形ロール２１，３１の非成形領域２８，３８の外周面が互いに対向しているときのこれら外周面間の間隔ｄ２が、成形ロール２１，３１の一方における刃部２４ｂ，３４ｂの外周面と成形ロール２１，３１の他方におけるベース円２４ａ，３４ａの外周面とが互いに対向しているときのこれら外周面間の間隔以下に設定されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の成形ロールを互いに逆方向に回転させることにより、各成形ロール間を通過するシート材を成形する装置において、
前記成形ロールの各々の外周面には、ベース円から径方向外側に突出するとともに周方向において間隔をおいて複数形成された刃部を有し、シート材に被成形部を成形する成形領域と、前記成形領域以外の領域に形成された非成形領域とが設けられ、
前記成形ロールの各々における前記非成形領域が互いに対向しているときのこれら非成形領域の間隔が、前記成形ロールの一方における前記刃部と前記成形ロールの他方における前記ベース円とが互いに対向しているときのこれら刃部とベース円との間隔以下に設定されている、
ロール成形装置。
【請求項２】
前記成形ロールの各々における前記非成形領域の外径が軸線方向において同一とされている、
請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項３】
前記成形ロールの各々は、前記非成形領域に前記ベース円から径方向外側に突出する刃部が形成された切刃と、前記非成形領域が前記ベース円である切刃とを軸線方向に沿って交互に積層することにより形成されている、
請求項１に記載のロール成形装置。
【請求項４】
対向配置された一対の成形ロールを互いに逆方向に回転させることにより、各成形ロール間を通過するシート材を成形する方法において、
前記成形ロールの各々の外周面には、ベース円から径方向外側に突出するとともに周方向において間隔をおいて複数形成された刃部を有し、シート材に被成形部を成形する成形領域と、前記成形領域以外の領域に形成された非成形領域とが設けられ、
前記成形ロールの各々における前記非成形領域が互いに対向しているときのこれら非成形領域の間隔を、シート材の厚さよりも小さく設定する、
ロール成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池のセパレータの成形に適するロール成形装置及びロール成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金属材料よりなるシート材をロール成形する装置が開示されている。この装置は、対向配置された一対の成形ロールを備えている。各成形ロールは、複数の切刃を軸線方向に沿って積層することにより形成されている。そして、各成形ロールが互いに逆方向に回転されることにより、各成形ロール間を通過するシート材が所定の形状に成形される。
【０００３】
また、従来の成形ロール装置においては、各成形ロールの外周面に、シート材に被成形部を形成する刃部が形成された成形領域と、同成形領域以外の領域に形成され、前記被成形部を形成しない非成形領域とが設けられており、各成形ロールが一回転される間にシート材に１つ或いは複数の前記被成形部が成形される。また、シート材における前記非成形領域に対応する部位、すなわち前記被成形部以外の部位はロール成形後に切除される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３―１４６７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のロール成形装置においては、各成形ロールの回転変位量とシート材の変位量とを一致させるべく各成形ロール及びシート材の巻き取り装置が制御されるようにはなっているものの、各成形ロールの非成形領域間をシート材が通過する際に、各成形ロールの回転変位量とシート材の変位量との間にずれが生じやすい。そのため、シート材の被成形部間の長さ、すなわちシート材の切除される部位の長さにばらつきが生じることとなり、シート材における切断位置を被成形部毎に変更しなければならないといった問題や、歩留まりが安定しないといった問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、シート材の被成形部間の長さにばらつきが生じることを抑制することができるロール成形装置及びロール成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためのロール成形装置は、対向配置された一対の成形ロールを互いに逆方向に回転させることにより、各成形ロール間を通過するシート材を成形する。前記成形ロールの各々の外周面には、ベース円から径方向外側に突出するとともに周方向において間隔をおいて複数形成された刃部を有し、シート材に被成形部を成形する成形領域と、前記成形領域以外の領域に形成された非成形領域とが設けられ、前記成形ロールの各々における前記非成形領域が互いに対向しているときのこれら非成形領域の間隔が、前記成形ロールの一方における前記刃部と前記成形ロールの他方における前記ベース円とが互いに対向しているときのこれら刃部とベース円との間隔以下に設定されている。
【０００８】
また、上記目的を達成するためのロール成形方法は、対向配置された一対の成形ロールを互いに逆方向に回転させることにより、各成形ロール間を通過するシート材を成形する。前記成形ロールの各々の外周面には、ベース円から径方向外側に突出するとともに周方向において間隔をおいて複数形成された刃部を有し、シート材に被成形部を成形する成形領域と、前記成形領域以外の領域に形成された非成形領域とが設けられ、前記成形ロールの各々における前記非成形領域が互いに対向しているときのこれら非成形領域の間隔を、シート材の厚さよりも小さく設定する。
【０００９】
同構成及び同方法によれば、各成形ロールの非成形領域間をシート材が通過する際に、各成形ロールによってシート材が挟まれて各成形ロールとシート材とが略一体的に変位することとなる。このため、各成形ロールの回転変位量とシート材の変位量との間にずれが生じにくくなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シート材の被成形部間の長さにばらつきが生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態のロール成形装置の正面図。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図であって、上側成形ロールの刃部と下側成形ロールのベース円とが対向している状態を示す図。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図。
【図４】図２に対応する断面図であって、上側成形ロールの突部と下側成形ロールの突部とが対向している状態を示す図。
【図５】図４の５−５線に沿った断面図。
【図６】同実施形態の作用を説明する図であって、シート材に形成される各被成形部の位置関係を示す模式図。
【図７】第２実施形態のロール成形装置の断面図。
【図８】図７の８−８線に沿った断面図。
【図９】同実施形態の作用を説明する図であって、シート材に形成される各被成形部の位置関係を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
以下、図１〜図６を参照して、第１実施形態について説明する。
図１に示すように、ロール成形装置１０の基台１１には、一対の支持部材１２ａ，１２ｂが立設されている。支持部材１２ａ，１２ｂには、上側軸受１４ａ，１４ｂ及び下側軸受１５ａ，１５ｂが上下に離間して固設されている。
【００１３】
上側軸受１４ａ，１４ｂによって上側成形ロール２１の回転軸である上側回転軸２２が回転可能に支持され、下側軸受１５ａ，１５ｂによって下側成形ロール３１の回転軸である下側回転軸３２が回転可能に支持されている。また、上側回転軸２２と下側回転軸３２とは互いに平行に配置されている。
【００１４】
上側回転軸２２の基端及び下側回転軸３２の基端には、それぞれギア１６，１７が固設されており、これらギア１６，１７は互いに噛合されている。また、下側回転軸３２の基端には、スプロケット１８が固設されており、スプロケット１８と図示しない電動モータの出力軸との間には無端状のチェーンが掛け渡されている。従って、各回転軸２２，３２はスプロケット１８及びギア１６，１７を介して電動モータによって互いに逆方向に回転駆動される。
【００１５】
図２〜図５に示すように、上側回転軸２２には、円筒状のリテーナ２３が外嵌されて固定されている。図３及び図５に示すように、リテーナ２３には、略円環状の複数の切刃２４，２５が円環状の複数のスペーサ２６を介して交互に外嵌されて固定されている。
【００１６】
図２〜図５に示すように、下側回転軸３２には、円筒状のリテーナ３３が外嵌されて固定されている。図３及び図５に示すように、リテーナ３３には、略円環状の複数の切刃３４，３５が円環状の複数のスペーサ３６を介して交互に外嵌されて固定されている。
【００１７】
図２及び図４に示すように、切刃２４，２５の外周面には、ベース円２４ａ，２５ａから径方向外側に突出する複数の刃部２４ｂ，２５ｂが周方向において間隔をおいて形成されている。切刃２４の各刃部２４ｂの形成位置は、同切刃２４と軸線方向Ｘに隣接する切刃２５の各刃部２５ｂの形成位置に対して周方向においてずれている。上側成形ロール２１の外周面における刃部２４ｂ，２５ｂが形成された領域が、シート材Ｗに被成形部Ｆ（図６参照）を成形する成形領域２７として機能する。
【００１８】
図２及び図４に示すように、切刃３４，３５の外周面には、ベース円３４ａから径方向外側に突出する複数の刃部３４ｂ，３５ｂが周方向において間隔をおいて形成されている。なお、切刃３５のベース円については図示を省略している。切刃３４の各刃部３４ｂの形成位置は、同切刃３４と軸線方向Ｘに隣接する切刃３５の各刃部３５ｂの形成位置に対して周方向においてずれている。下側成形ロール３１の外周面における刃部３４ｂ，３５ｂが形成された領域が、シート材Ｗに被成形部Ｆ（図６参照）を成形する成形領域３７として機能する。
【００１９】
上側成形ロール２１の各切刃２４，２５の外周面における成形領域２７以外の位相領域には、ベース円２４ａ，２５ａよりも外径が大きく、且つ刃部２４ｂ，２５ｂよりも外径が小さい凸部２４ｃ，２５ｃが周方向全体にわたって形成されている。
【００２０】
また、下側成形ロール３１の各切刃３４，３５の外周面における成形領域３７以外の位相領域には、刃部３４ｂ，３５ｂよりも外径が小さく、且つベース円３４ａよりも外径が大きい凹部３４ｄ，３５ｄが周方向全体にわたって形成されている。
【００２１】
凸部２４ｃ，２５ｃの外径は全ての切刃２４，２５において同一とされ、凹部３４ｄ，３５ｄの外径は全ての切刃３４，３５において同一とされている。また、凸部２４ｃ，２５ｃの外径と凹部３４ｄ，３５ｄの外径とは同一とされている。上側成形ロール２１の各切刃２４，２５の凸部２４ｃ，２５ｃが、シート材Ｗに被成形部Ｆを形成しない非成形領域２８として機能する。また、下側成形ロール３１の各切刃３４の凹部３４ｄ，３５ｄが、シート材Ｗに被成形部Ｆを形成しない非成形領域３８として機能する。
【００２２】
図２及び図３に示すように、上側成形ロール２１の刃部２４ｂと下側成形ロール３１のベース円３４ａとが対向しているときのこれら刃部２４ｂとベース円３４ａとの間隔ｄ１は、シート材Ｗの厚さｄ０に設定されている（ｄ１＝ｄ０）。
【００２３】
また、図４及び図５に示すように、上側成形ロール２１の凸部２４ｃ，２５ｃと下側成形ロール３１の凹部３４ｄ，３５ｄとが対向しているときのこれら凸部２４ｃと凹部３４ｄとの間隔ｄ２は、前記間隔ｄ１よりも小さく、すなわちシート材Ｗの厚さｄ０よりも小さく設定されている（ｄ２＜ｄ１＝ｄ０）。
【００２４】
次に、本実施形態の作用について説明する。
シート材Ｗのロール成形に際しては、図２、図４及び図６に矢印にて示すように、上側成形ロール２１及び下側成形ロール３１が互いに逆方向に回転される。そして、図６に示すように、巻き取り装置によってシート材Ｗが巻き取られることにより、各成形ロール２１，３１の成形領域２７，３７間をシート材Ｗが通過することによって、シート材Ｗに所定の形状の被成形部Ｆが成形される。また、各成形ロール２１，３１の非成形領域２８，３８間をシート材Ｗが通過することによって、シート材Ｗにおける被成形部Ｆ間に、ロール成形後に切除される被切除部Ｄが形成される。
【００２５】
本実施形態によれば、上側成形ロール２１の凸部２４ｃ，２５ｃと下側成形ロール３１の凹部３４ｄ，３５ｄとが対向しているときのこれら凸部２４ｃ，２５ｃと凹部３４ｄ，３５ｄとの間隔ｄ２が、シート材Ｗの厚さｄ０よりも小さく設定されている。このため、各成形ロール２１，３１の非成形領域２８，３８間をシート材Ｗが通過する際に、凸部２４ｃ，２５ｃと凹部３４ｄ，３５ｄとによってシート材Ｗが挟まれて各成形ロール２１，３１とシート材Ｗとが略一体的に変位することとなる。このことにより、各成形ロール２１，３１の回転変位量とシート材Ｗの変位量との間にずれが生じにくくなる。従って、シート材Ｗの被成形部Ｆ間の長さＬ（図６参照）、すなわち被切除部Ｄの長さＬにばらつきが生じることを抑制することができる。
【００２６】
また、各成形ロール２１，３１の回転変位量とシート材Ｗの変位量との間にずれが生じると、各成形ロール２１，３１の互いに対向する領域が非成形領域２８，３８から成形領域２７，３７に移り変わるときに、上側成形ロール２１の刃部２４ｂ，２５ｂと下側成形ロール３１の刃部３４ｂ，３５ｂとが衝突して損傷するおそれがある。
【００２７】
この点、本実施形態によれば、各成形ロール２１，３１の回転変位量とシート材Ｗの変位量との間にずれが生じにくくなる。このため、上側成形ロール２１の刃部２４ｂ，２５ｂと下側成形ロール３１の刃部３４ｂ，３５ｂとが衝突することを抑制することができ、刃部２４ｂ，２５ｂ，３４ｂ，３５ｂの損傷を抑制することができる。
【００２８】
以上説明した本実施形態に係るロール成形装置及びロール成形方法によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）上側成形ロール２１の凸部２４ｃと下側成形ロール３１の凹部３４ｄとが対向しているときのこれら凸部２４ｃと凹部３４ｄとの間隔ｄ２が、上側成形ロール２１の刃部２４ｂと下側成形ロール３１のベース円３４ａとが互いに対向しているときのこれら刃部２４ｂとベース円３４ａとの間隔ｄ１よりも小さく設定されている（ｄ２＜ｄ１）。
【００２９】
こうした構成によれば、各成形ロール２１，３１の非成形領域２８，３８である凸部２４ｃ，２５ｃと凹部３４ｄ，３５ｄとの間をシート材Ｗが通過する際に、各成形ロール２１，３１によってシート材Ｗが挟まれて各成形ロール２１，３１とシート材Ｗとが略一体的に変位することとなる。このため、各成形ロール２１，３１の回転変位量とシート材Ｗの変位量との間にずれが生じにくい。従って、シート材Ｗの被成形部Ｆ間の長さＬ、すなわち被切除部Ｄの長さＬにばらつきが生じることを抑制することができる。
【００３０】
また、各成形ロール２１，３１の回転変位量とシート材Ｗの変位量との間にずれが生じにくくなる。このため、各成形ロール２１，３１の互いに対向する領域が非成形領域２８，３８から成形領域２７，３７に移り変わるときに、上側成形ロール２１の刃部２４ｂ，２５ｂと下側成形ロール３１の刃部３４ｂ，３５ｂとが衝突することを抑制することができ、刃部２４ｂ，２５ｂ，３４ｂ，３５ｂの損傷を抑制することができる。
【００３１】
（２）上側成形ロール２１の凸部２４ｃ，２５ｃと下側成形ロール３１の凹部３４ｄ，３５ｄとが対向しているときのこれら凸部２４ｃ，２５ｃと凹部３４ｄ，３５ｄとの間隔ｄ２が、シート材Ｗの厚さｄ０よりも小さく設定されている（ｄ２＜ｄ０）。
【００３２】
こうした構成によれば、各成形ロール２１，３１の非成形領域２８，３８である凸部２４ｃ，２５ｃと凹部３４ｄ，３５ｄとの間をシート材Ｗが通過する際に、各成形ロール２１，３１によってシート材Ｗが挟圧されることとなる。このため、各成形ロール２１，３１の回転変位量とシート材Ｗの変位量との間にずれが生じることが抑制される。従って、上記効果（１）を奏することができる。
【００３３】
（３）凸部２４ｃ，２５ｃの外径は全ての切刃２４，２５において同一とされ、凹部３４ｄ，３５ｄの外径は全ての切刃３４，３５において同一とされている。すなわち、上側成形ロール２１の凸部２４ｃ，２５ｃの外径が軸線方向Ｘにおいて同一とされ、下側成形ロール３１の凹部３４ｄ，３５ｄの外径が軸線方向Ｘにおいて同一とされている。
【００３４】
こうした構成によれば、切刃２４，２５，３４，３５の形状を簡単なものとすることができる。
＜第２実施形態＞
以下、図７及び図８を参照して、第２実施形態について説明する。
【００３５】
図７及び図８に示すように、上側成形ロール１２１における各切刃１２４，１２５の外周面の成形領域１２７には、第１実施形態と同様にして、複数の刃部１２４ｂ，１２５ｂが形成されている。各切刃１２４，１２５の外周面における成形領域１２７以外の領域には、非成形領域１２８が形成されている。
【００３６】
切刃１２４の非成形領域１２８には、ベース円１２４ａから径方向外側に突出する刃部１２４ｅが周方向全体にわたって形成されている。前記切刃１２４と軸線方向Ｘに隣接する切刃１２５の非成形領域１２８はベース円１２５ａとされている。
【００３７】
下側成形ロール１３１における各切刃１３４，１３５の外周面の成形領域１３７には、第１実施形態と同様にして、複数の刃部１３４ｂ，１３５ｂが形成されている。各切刃１３４，１３５の外周面における成形領域１３７以外の領域には、非成形領域１３８が形成されている。
【００３８】
切刃１３４の非成形領域１３８はベース円１３４ａとされている。前記切刃１３４と軸線方向Ｘに隣接する切刃１３５の非成形領域１３８には、図示しないベース円から径方向外側に突出する刃部１３５ｅが周方向全体にわたって形成されている。
【００３９】
刃部１２４ｅ，１３５ｅの外径は、成形領域１２７，１３７の刃部１２４ｂ，１２５ｂ，１３４ｂ、１３５ｂの外径と同一とされている。従って、上側成形ロール１２１の各切刃１２４の刃部１２４ｅと下側成形ロール１３１の各切刃１３４のベース円１３４ａとが対向しているときのこれら刃部１２４ｅとベース円１３４ａとの間隔ｄ１は、シート材Ｗの厚さｄ０に設定されている（ｄ１＝ｄ０）。
【００４０】
以上説明した本実施形態に係るロール成形装置及びロール成形方法によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
（４）各成形ロール１２１，１３１は、非成形領域１２８，１３８にベース円１２４ａから径方向外側に突出する刃部１２４ｅ，１３５ｅが形成された切刃１２４，１３５と、非成形領域１２８がベース円１２５ａ，１３４ａである切刃１２５，１３４とを軸線方向Ｘに沿って交互に積層することにより形成されている。
【００４１】
こうした構成によれば、各成形ロール１２１，１３１の非成形領域１２８，１３８間をシート材Ｗが通過する際に、刃部１２４ｅ，１３５ｅとベース円１３４ａ，１２５ａによってシート材Ｗが挟圧され、図９に示すようにスリット状に切れ目Ｓが入れられることで、各成形ロール１２１，１３１とシート材Ｗとが略一体的に変位することとなる。このため、各成形ロール１２１，１３１の回転変位量とシート材Ｗの変位量との間にずれが生じにくくなる。従って、シート材Ｗの被成形部Ｆ間の長さＬ、すなわち被切除部Ｄにばらつきが生じることを抑制することができる。
【００４２】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・上側成形ロール２１の刃部２４ｂ，２５ｂと下側成形ロール３１のベース円３４ａとが対向しているときのこれら刃部２４ｂ，２５ｂとベース円３４ａとの間隔を、シート材Ｗの厚さｄ０よりも大きくすることもできる。
【００４３】
・上側成形ロール２１の凸部２４ｃ，２５ｃと下側成形ロール３１の凹部３４ｄ，３５ｄとが対向しているときのこれら凸部２４ｃ，２５ｃと凹部３４ｄ，３５ｄとの間隔を、刃部２４ｂ，２５ｂとベース円３４ａとが対向しているときのこれら刃部２４ｂ，２５ｂとベース円３４ａとの間隔ｄ１と同一とすることもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１０，１１０…ロール成形装置、１１…基台、１２ａ，１２ｂ…支持部材、１４ａ，１４ｂ…上側軸受、１５ａ，１５ｂ…下側軸受、１６，１７…ギア、１８…スプロケット、２１，１２１…上側成形ロール、２２…上側回転軸、２３…リテーナ、２４，１２４…切刃、２４ａ，１２４ａ…ベース円、２４ｂ，１２４ｂ…刃部、２４ｃ…凸部、２５，１２５…切刃、２５ａ，１２５ａ…ベース円、２５ｂ，１２５ｂ…刃部、２５ｃ…凸部、２６…スペーサ、２７，１２７…成形領域、２８，１２８…非成形領域、３１，１３１…下側成形ロール、３２…下側回転軸、３３…リテーナ、３４，１３４…切刃、３４ａ，１３４ａ…ベース円、３４ｂ，１３４ｂ…刃部、３４ｄ…凹部、３５，１３５…切刃、３５ｂ，１３５ｂ…刃部、３５ｄ…凹部、３６…スペーサ、３７，１３７…成形領域、３８，１３８…非成形領域、１２４ｅ，１３５ｅ…刃部、Ｗ…シート材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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