(57)【要約】【課題】オフセットに起因するこじり現象の発生を回避し、高精度な賦形成形を行うことができること。【解決手段】ロール１１を自身の中心軸線周りに回転可能に且つ軸方向に移動可能に設け、ロール１１の軸方向と同一方向に変位する変位部材３４によってロール１１の中心軸線位置に軸力を与え、ロール１１を軸方向に移動させる。【選択図】　　　　図３
2004142182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の中心軸線周りに回転可能に且つ軸方向に移動可能に支持されたロールと、
前記ロールの軸方向と同一方向に変位する変位部材を具備し、前記変位部材が前記ロールの中心軸線位置に軸力を与え、前記ロールを軸方向に移動させる軸方向位置調整手段と、
前記ロールを回転駆動する回転駆動手段と、
を有するロール装置。
【請求項２】
前記軸方向位置調整手段は、モータによって回転駆動されるねじ棒と、前記ねじ棒とねじ係合し回転止めされて前記ねじ棒の回転により前記ロールの軸方向と同一方向に変位するナット部材とによる送りねじ装置を含み、前記ナット部材が前記変位部材を成している請求項１記載のロール装置。
【請求項３】
前記変位部材は軸力伝達の回転滑りカップリングによって前記ロールと接続されている請求項１または２記載のロール装置。
【請求項４】
前記回転滑りカップリングは、ラジアルころがり軸受とスラストころがり軸受の組合せにより構成されている請求項３記載のロール装置。
【請求項５】
前記回転駆動手段は、前記回転滑りカップリングより前記ロール側のロール軸に、滑りキー、スプライン等によってトルク伝達関係で接続された歯車と、前記歯車を回転駆動するモータとを含んでいる請求項３または４記載のロール装置。
【請求項６】
前記ロールは外周面に模様を彫刻された賦形成形用のロールである請求項１〜５の何れか１項記載のロール装置。
【請求項７】
互いに平行に対峙して設けられた２つのロールを含み、ロール間にシートを通して成形を行う成形ロール対装置において、
一方のロールが請求項１〜６の何れか１項記載のロール装置のロールにより構成され、他方のロールが前記一方のロールに対して径方向に離接可能である成形ロール対装置。
【請求項８】
前記ロールは各々外周面に模様を彫刻された賦形成形用のロールである請求項７記載の成形ロール対装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１　】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロール装置および成形ロール対装置に関し、特に、光学用プラスチックスシートの賦形成形にロール装置および成形ロール対装置に関するものである。
【０００２　】
【従来の技術】
リアプロジェクタ用スクリーンで使用されるレンティキュラ板のように、表裏両面に凹凸パターンを賦形される光学用プラスチックスシートの賦形成形は、各々の外周面に模様を彫刻された賦形成形用の２つのロールが互いに平行に対峙して設けられた成形ロール対装置を用い、押出成形されたシートを相対峙するロール間に通し、エンボス式に賦形を行う（例えば、特許文献１）。
【０００３　】
シートの表裏両面に凹凸パターンを賦形する場合、表裏の凹凸パターンの位相合わせを行う必要がある。この位相合わせ（軸方向位相調整）は、成形ロール対装置の一方のロールを基準にして、他方のロールを軸方向に移動させて行う。
【０００４　】
従来の成形ロール対装置は、透明シート成形の基本機構として、ロール軸に対して同軸上にロール回転駆動手段が設けられ、軸方向位相調整（軸方向位置調整）機構として、ロール軸の軸受箱を担持するベースプレートがロール軸方向に移動可能に設けられ、ベースプレートを複面テーパブロック等によってロール軸方向に変位させる機構が設れられている（例えば、特許文献２）。
【０００５　】
また、従来の成形ロール対装置は、対峙する２本のロールのうちの一方のロールを絶対基準ロールとして、これを支持する軸受箱がフレームに固定され、他方のロールの軸受箱が、ロール隙間開閉のために、対峙する相手側のロールに対して離接する方向（径方向）にも移動可能になっており、他方のロールに軸方向位相調整とロール隙間開閉の機能を集中負担させている（例えば、特許文献２）。
【０００６　】
対峙した２本のロールは、一方を固定し、他方を固定側のロールに対して平行に開閉移動させてロール間隙間を調整し、プラスチックスシートの成形を行う。
【０００７　】
【特許文献１】
特開昭５９−９６９２０号公報
【特許文献２】
特開平１０−３４７４８号公報
【０００８　】
【発明が解決しようとする課題】
ロールを軸方向に位相調整する場合、調整のための推力（軸力）は、シート成形条件にもよるが、３０ＫＮを基準とした値になる。このことに対し、従来の軸方向位相調整機構では、ロール軸心に対するベースプレートのロール径方向の偏倚（オフセット）がある。このため、位相調整の行う推力によってロール支持部に曲げモーメントが発生し、軸方向位相調整機構の各要素にこじり現象が生じる。このこじり現象が要因となって位相調整動作がステックスリップ状になり。微細で、高精度な位置決め精度が得られない、再現性が悪いなどの問題が生じる。
【０００９　】
レンティキュラ板等の光学用プラスチックスシートの賦形成形の要求精度は精密化の一途をたどっており、光学用プラスチックスシートの表裏両面の模様（凹凸パターン）の位相誤差の許容値は過去の１／４以下を要求され、従来機では、その要求を満たすことが難しくなってきている。
【００１０　】
また、従来機では、固定側のロールを絶対基準としてロール位置、ロール回転とも、系の基準ロールとしており、基準ロールにはロール回転駆動ための機構だけが付随し、他方のロールが軸方向位相調整とロール隙間開閉の両方の機能を集中負担するため、構造が複雑で、機構の剛性に制約を受ける。
【００１１　】
この結果、位相調整時に発生する応力に対し、剛性に見合った弾性変形が発生する。この弾性変形は、機構が複雑なため、複雑な挙動の変位になり、運転状態によって変動する。実際には、剛性不足による弾性変形とオフセットに起因するこじり現象とが複合して発生するため、変動要因の特定が難しく、ユーザニーズを満足する高精度の賦形成形を行うことが難しい。
【００１２　】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、オフセットに起因するこじり現象の発生、剛性不足による弾性変形を回避し、高精度な賦形成形を行うことができるロール装置および成形ロール対装置を提供することを目的としている。
【００１３　】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明によるロール装置は、自身の中心軸線周りに回転可能に且つ軸方向に移動可能に支持されたロールと、前記ロールの軸方向と同一方向に変位する変位部材を具備し、前記変位部材が前記ロールの中心軸線位置に軸力を与え、前記ロールを軸方向に移動させる軸方向位置調整手段と、前記ロールを回転駆動する回転駆動手段とを有する。
【００１４　】
この発明によるロール装置によれば、軸方向位置調整手段の変位部材がロール軸方向と同一方向に変位し、変位部材がロールの中心軸線位置に軸力を与える。これにより、オフセットなしで、ロールが軸方向に移動し、ロールの軸方向位相の調整がオフセットによる曲げモーメントを伴うことなく行われる。
【００１５　】
この発明によるロール装置のロールは外周面に模様を彫刻された賦形成形用のロールであり、賦形成形においてロールの軸方向位相の調整を高精度に行うことができる。
【００１６　】
この発明によるロール装置は、詳細構造として、前記軸方向位置調整手段が、モータによって回転駆動されるねじ棒部材と、前記ねじ棒とねじ係合し回転止めされて前記ねじ棒の回転により前記ロールの軸方向と同一方向に変位するナット部材とによる送りねじ装置を含み、前記ナット部材が前記変位部材を成している。
【００１７　】
この発明によるロール装置によれば、送りねじ装置によってロールの中心軸線に軸力を的確に与えることができる。
【００１８　】
また、この発明によるロール装置では、前記変位部材は軸力伝達の回転滑りカップリングによって前記ロールと接続され、ロール回転が送りねじ装置等を含む軸方向位置調整手段側に伝わらないようになっている。この回転滑りカップリングは、ラジアルころがり軸受とスラストころがり軸受の組合せにより構成することができ、構成各部にすべり機構が存在することをなくし、全て高剛性のころがり機構にすることで、ステックスリップ問題を解消する。
【００１９　】
また、この発明によるロール装置は、詳細構造として、前記回転駆動手段が、前記回転滑りカップリングより前記ロール側のロール軸に、滑りキー、スプライン等によってトルク伝達関係で接続された歯車と、前記歯車を回転駆動するモータとを含んでいる。これにより、回転駆動手段と軸方向位置調整手段とをロールの一方の軸端側（駆動側）に集めることができ、操作性、保守性が向上する。
【００２０　】
また、上述の目的を達成するために、この発明による成形ロール対装置は、互いに平行に対峙して設けられた２つのロールを含み、ロール間にシートを通して成形を成形ロール対装置において、一方のロールが上述の発明による軸方向位置調整手段付きのロール装置のロールにより構成され、他方のロールが前記一方のロールに対して径方向に離接可能になっている。
【００２１　】
この発明による成形ロール対装置によれば、２つのロールが各々軸方向位相調整とロール隙間開閉の機能を分担するようになり、機構の簡素化と高構成化を図ることができる。
【００２２　】
この発明による成形ロール対装置のロールは、外周面に模様を彫刻された賦形成形用のロールであり、光学用プラスチックスシート等の賦形成形を高精度に行うことができる。
【００２３　】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図３はこの発明によるロール装置および成形ロール対装置の一つの実施形態を示している。
【００２４　】
フレーム１０の操作側１０Ａと駆動側１０Ｂの各々にロール軸受箱１２、１３が固定装着されている。ロール軸受箱１２、１３は、ロール１１の両端に一体形成されたロール軸１４、１５を各々円筒ころがり軸受（ラジアル軸受）１６、１７によって自身の中心軸線周りに回転可能に且つ軸方向（図にて左右方向）に移動可能に支持している。
【００２５　】
フレーム１０の操作側１０Ａと駆動側１０Ｂの各々に、リニアガイド４４、４５によってロール軸受箱４６、４７がロール１１に対して径方向に離接する方向に移動可能に設けられている。ロール軸受箱４６、４７は、もう一つのロール４８の両端に一体形成されたロール軸４９、５０を各々円筒ころがりラジアル軸受５１、５２、円筒ころがりスラスト軸受５４（スラスト軸受は片側のロール軸受箱４７のみ）によって自身の中心軸線周りに回転可能に、軸方向（図にて左右方向）に移動不能に支持している。
【００２６　】
ロール１１と４８は互いに平行に対峙しており、賦形成形用のロールとして、ロール１１、４８の各々の外周面に複数個の周溝状の模様１１Ａ、４８Ａを彫刻されている。
【００２７　】
ロール１１の駆動側のロール軸１５の軸端はカップリング（フランジ継手）１８によってロール駆動軸１９と同一軸線上に同軸接続されている。ロール駆動軸１９はフレーム１０の駆動側１０Ｂに固定配置された歯車箱２０および歯車箱２０内にころがりラジアル軸受２１によって回転可能に設けられた中空歯車軸２２をロール軸方向に貫通延在している。
【００２８　】
ロール駆動軸１９は、滑りキー、スプライン２３等によって中空歯車軸２２に対してロール軸方向に変位可能にトルク伝達関係で接続されている。中空歯車軸２２は駆動歯車２４を支持している。歯車箱２０にはロール回転駆動モータ２５が取り付けられており、ロール回転駆動モータ２５のモータ軸２６に取り付けられた歯車２７が駆動歯車２４に噛合している。
【００２９　】
ロール回転駆動モータ２５の回転力は、モータ軸２６、歯車２７、駆動歯車２４、中空歯車軸２２、滑りキーあるいはスプライン２３、ロール駆動軸１９、カップリング１８によってロール軸１５に伝達され、この回転力伝達によってロール１１が自身の中心軸線周りに回転する。
【００３０　】
ロール駆動軸１９の軸端は回転滑りカップリング２８によって軸方向位置調整手段３３の変位部材３４と接続されている。回転滑りカップリング２８は、ロール駆動軸１９の軸端を固定接続された回転ケース２９と、ロール駆動軸１９と同一軸線上に配置されたカップリング軸３２とを含んでいる。カップリング軸３２は、回転ケース２９内に配置されたラジアルころがり軸受３０とスラストころがり軸受３１により、回転ケース２９に対して軸線方向（ロール軸方向）には変位不能で、相対回転可能に軸支されている。
【００３１　】
回転滑りカップリング２８は、上述のラジアルころがり軸受３０とスラストころがり軸受３１の組合せにより、ロール駆動軸１９の回転が変位部材３４の側に伝わることを遮断し、変位部材３４よりの軸力をロール駆動軸１９の中心軸線位置に伝達する。なお、スラストころがり軸受３１は、予荷重を与えられ、ロール軸方向（アクシャル方向）のがたつきを含むことなく回転ケース２９とカップリング軸３２とを接続している。
【００３２　】
軸方向位置調整手段３３の変位部材３４は、スライドベース３５と、スライドベース３５に回転止め固定されたボールナット部材３６とを含み、フレーム１０の駆動側１０Ｂに設けられたリニアガイド３７によってロール軸方向と同一方向に変位可能になっている。ボールナット部材３６はロール１１の中心軸線と同一軸線上に配置されており、ボールナット部材３６にはボールねじ棒３８がねじ係合している。
【００３３　】
ボールねじ棒３８は、軸受箱３９に設けられたラジアルころがり軸受４０とスラストころがり軸受４１によって回転可能に支持され、軸継手４２によって位相調整用減速機モータ４３と駆動連結されている。
【００３４　】
位相調整用減速機モータ４３によってボールねじ棒３８が回転駆動されることにより、ボールナット部材３６を含む変位部材３４がロール軸方向と同一方向に変位する。この変位は回転滑りカップリング２８によってロール駆動軸１９、ロール軸１５に伝達され、ロール１１が軸線方向に移動する。この軸線方向移動によってロール軸方向位相調整が行われる。
【００３５　】
ここで、各要素の配置位置を要約すると、ロール軸１４、１５、カップリング１８、ロール駆動軸１９、回転滑りカップリング２８の回転ケース２９、カップリング軸３２、ボールナット部材３３、ボールねじ棒３８は、全てロール１１の中心軸線と同一軸線上にある。
【００３６　】
このため、変位部材３４より軸力がロール１１の中心軸線位置に与えられことになり、オフセットなしで、ロール１１が軸方向に移動し、ロール１１の軸方向位相の調整がオフセットによる曲げモーメントを伴うことなく高精度に行われる。
【００３７　】
ロール４８の軸受箱４６、４７は各々ロール間間隙調整用モータ５６、５７によって駆動される送りねじ５８、５９によってロール間間隙方向（ロール径方向）に平行移動し、ロール１１と４８のロール間間隙を調整する。
【００３８　】
ロール４８の駆動側のロール軸５０の軸端はシュミットカップリング等による等速自在継手６０によってロール回転駆動モータ６１のモータ軸６２と駆動連結されている。ロール回転駆動モータ６１の回転力は、モータ軸６２、等速自在継手６０によってロール軸５０に伝達され、この回転力伝達によってロール４８が自身の中心軸線周りに回転する。
【００３９　】
これにより、ロール１１と４８が各々軸方向位相調整とロール隙間開閉の機能を分担するようになり、機構の簡素化と高構成化を図り、不確定な挙動を解消する。これらのことにより、高精度な賦形成形を行うことができるようになる。
【００４０　】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明によるロール装置および成形ロール対装置によれば、軸方向位相調整機構のオフセットをなくことにより、オフセットに起因するこじり現象の発生を回避し、また、２つのロールが各々軸方向位相調整とロール隙間開閉の機能を分担することにより、剛性不足による弾性変形を回避し、高精度な賦形成形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるロール装置および成形ロール対装置の一つの実施形態を示す平面図である。
【図２】この発明によるロール装置および成形ロール対装置の一つの実施形態の軸方向位相調整側のロールの正面図である。
【図３】この発明によるロール装置および成形ロール対装置の一つの実施形態の軸方向位相調整側のロールの駆動系、位相調整系のスケルトン図である。
【符号の説明】
１０　フレーム
１１　ロール
１４、１５　ロール軸
１９　ロール駆動軸
２０　回転滑りカップリング
２５　ロール回転駆動モータ
２９　回転ケース
３０　ラジアルころがり軸受
３１　スラストころがり軸受
３２　カップリング軸
３３　ボールナット部材
３８　ボールねじ棒
４８　ロール
４９、５０　ロール軸
５６、５７　ロール間間隙調整用モータ
６１　ロール回転駆動モータ
【図１】
2004142182.tif 000003
【図２】
2004142182.tif 000004
【図３】
2004142182.tif 000005