(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部分と、前記胴部分の両側部に夫々固定されたサイドフランジ部とを備えた少なくとも１つの熱ロールと、
前記熱ロールを回転可能に保持する軸受部と
を有し、被加工物を加熱・加圧するよう構成された熱ロールプレス装置であって、
前記胴部分にはその外周面に沿って前記胴部分の軸方向に延びる複数の直線熱媒流路が形成され、
前記サイドフランジ部には、複数の前記直線流路を連結して熱媒流路を形成するためのＵ字孔が形成され、
前記熱媒流路を熱媒体が流れるよう構成され、
前記軸受部と装置本体との間に、冷却水流路を有する支持部材を介在させたことを特徴とする熱ロールプレス装置。
【請求項２】
前記熱媒流路が、前記熱ロールの外周面全体に亘って蛇腹状に延びていること、を特徴とする請求項１に記載の熱ロールプレス装置。
【請求項３】
前記熱媒流路は第１及び第２の末端部を有し、前記第１の末端部には、熱媒体を前記熱媒流路に供給するための供給路が連結され、前記第２の末端部には、前記熱媒流路からの熱媒体を排出するための排出路が連結されていること、を特徴とする請求項１又は２に記載の熱ロールプレス装置。
【請求項４】
前記供給路及び前記排出路は、前記熱ロールの径方向中心部を通ること、を特徴とする請求項３に記載の熱ロールプレス装置。
【請求項５】
前記熱ロールは軸部を備えて構成され、前記供給路及び前記排出路は前記軸部を貫通していること、を特徴とする請求項４に記載の熱ロールプレス装置。
【請求項６】
前記熱ロールは中実ロールであり、前記熱媒流路は前記中実ロールに形成された孔であること、を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の熱ロールプレス装置。
【請求項７】
前記熱ロールを２つ備え、前記２つの熱ロールの間で被加工物を加熱・加圧するよう構成された請求項１から６のいずれかに記載の熱ロールプレス装置。
【請求項８】
前記２つの熱ロールの間隔を調整できるよう構成された、請求項７に記載の熱ロールプレス装置。
【請求項９】
前記２つの熱ロールの間隔を調整可能にするため、一方の前記熱ロールの軸受部を可動フレームに搭載すると共に、前記可動フレームにも冷却水経路を設けたこと、を特徴とする請求項８に記載の熱ロールプレス装置。
【請求項１０】
前記熱ロールを回転駆動するためのモータを収納したハウジングにおいて、前記熱ロールに近い側の壁に冷却水流路を設けたこと、を特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の熱ロールプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂等の被加工物に熱と圧力を加えて板状に成型する熱ロールプレス装置、及びこの熱ロールプレス装置で用いられる熱ロールに関するするものである。
【０００２】
従来の熱ロールの構造を図９に示す。従来の熱ロール３００は、その胴部分３０１が中空になっている。この中空部分３０２には、ロールの軸部３０３を介して蒸気噴射管３０５が挿入されている。この蒸気噴射管３０５から中空部分３０２に蒸気を噴射することにより、熱ロール３００の外周面を加熱している。蒸気が液化した液体はサイフォン３０６で汲み上げられ、蒸気噴射管の内部に設けられた排出管３０７からロール外部に排出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の熱ロール３００では、容積の大きな中空部分３０２の温度を一定温度に維持することが難しいため、熱ロールの外周面温度にばらつきが生じやすく、精度の良いプレス成型が出来ないという問題点があった。
【０００４】
この他に、従来の熱ロールプレス装置には、熱ロールの熱が軸受部を介して装置本体に伝達され易いことから、装置本体にひずみが生じ易いという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑み、より表面温度のばらつきの少ない熱ロールを提供すること、及び、熱によるひずみの心配の無い熱ロールプレス装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る熱ロールは、ロールの外周面近傍に、当該ロールの外周面に沿って延びる流路を設け、当該流路を熱媒体が流れるよう構成したものである。上記の流路は、ロールの外周面全体に亘って蛇腹状に構成することができる。このように構成すれば、熱媒体がロール表面に沿って環流するため、ロール外表面の温度を均一にすることが可能になる。
【０００７】
具体的には、上記の流路は、ロールの軸方向に延びる複数の直線部と、隣接する複数の直線部を連結する屈曲部を含んで構成される。当該直線部はロールの胴部分を貫通するよう形成され、屈曲部は（胴部分の両側の）サイドフランジに形成される。
【０００８】
また、請求項１１に係る熱ロールプレス装置は、２つの熱ロールの間で被加工物を加熱・加圧するよう構成された熱ロールプレス装置において、少なくとも一方の熱ロールを回転可能に保持する軸受部と装置本体との間に、冷却水流路を有する部材を介在させたこと、を特徴とするものである。
【０００９】
このように構成すれば、熱ロールの熱が軸受部を伝わって装置本体に伝わるのを防止することができる。即ち、熱ロールの熱による装置本体のひずみを防止することができる。さらに、２つのロールの間隔を調整できるよう、一方の熱ロールの軸受部を可動フレームに搭載した場合には、冷却水経路を可動フレームに設ければ、案内レール等の変形を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施形態の熱ロール１００の側断面図である。又、図２は、図１の線分Ａ−Ａ’における熱ロール１００の断面図である。図１に示すように、熱ロール１００は、胴部１０１とその両側の軸部１０１ａ，１０１ｂにより一体に構成されている。熱ロール１００はほぼ中実であり、その胴部１０１の外周に沿って、ロール軸方向に延びる複数の直線流路１１１が形成されている。また、胴部１０１の両側面には、リング状のサイドフランジ１０２，１０３が夫々固定されている。
【００１１】
直線流路１１１は、胴部１０１を貫通する貫通孔として形成されている。隣接する直線流路１１１は、サイドフランジ部１０２，１０３に形成されたＵ字孔１１２によって連結されている。かくして、図３に模式的に示すように、蛇腹状に（ジグザグに）胴部１０１の外周面を一周する流路１１０が形成される。
【００１２】
図１に示すように、軸部１０１ａには、熱媒体（オイル等）を流路１１０に供給するための供給路１２０、熱媒体を排出するための排出路１３０が設けられている。供給路１２０と排出路１３０は、熱ローラ１００の径方向中心部を軸方向に延び、夫々連結路１２２，１３２を介して直線流路１１０の末端（図１に１１３，１１４で示す）に連結されている。
【００１３】
なお、供給路１２０の一部（軸部１０１ａから胴部１０１の半ばまでの部分）は内管１２５に囲まれている。この内管１２５は排出路１３０を貫通している。即ち、排出路１３０では、外部から供給された熱媒体は内管１２５の内部を通り、排出される熱媒体は内管１２５の外側を通る。
【００１４】
このように、この実施形態の熱ロール１００によれば、熱媒体がロール表面に沿って循環するため、ロール外表面の温度を均一にすることが可能になる。
【００１５】
次に、回転する熱ロール１００に熱媒体を供給するためのロータリージョイント１５０について説明する。図４は、ロータリージョイント１５０を一部切り欠いて示す側面図である。ロータリージョイント１５０は、ハウジング１５５と回転軸１５８を有している。回転軸１５８は、熱ロール１００の軸部１０１ａに固定され、熱ロール１００と共に回転する。
【００１６】
ハウジング１５５には、回転軸１５８を受けるための２対のラジアル玉軸受１６０と、回転軸１５８の摺動部をシールするための遊動リング１６１と、遊動リング１６１にシール圧を与えるベローズ１６２及びガスケット１６３が設けられている。
【００１７】
ハウジング１５５には、回転軸１５８の内部から流れ出た熱媒体を外部に排出する排出孔１５２と、熱媒体を回転軸１５８の終端から排出口１５２まで案内する案内孔１５７が形成されている。これにより、熱ロール１００の流路１１０を環流し終えた熱媒体は、回転軸１５８と案内孔１５７を経て、排出口１５２から排出される。
【００１８】
ハウジング１５５の図中左端部にはエルボ部１５６が設けられている。熱ロール１００の前述の内管１２５は、回転軸１５８と案内孔１５７を通ってこのエルボ部１５６に達しており、内管１２５の先端はエルボ部１５６に固定されている。即ち、内管１２５は、熱ロール１００と共に回転しないいわゆる固定管である。これにより、エルボ部１５６の末端部である供給口１５１に熱媒体を供給すると、熱媒体は内管１２５を経て熱ロール１００内の流路１１０に導かれる。
【００１９】
次に、実施形態の熱ロール１００を用いた熱ロールプレス装置２００について説明する。図５は、熱ロールプレス装置２００の正面図である。図６及び図７は、熱ロールプレス装置２００を矢印Ｂ及びＣ方向から見た左側面図と右側面図である。熱ロールプレス装置２００は、前述の熱ロール１００を上下に２本備えており、この２本の熱ロール１００，１００の間で被加工物（図示せず）を加熱・加圧するものである。
【００２０】
熱ロールプレス装置２００は、ベース２０１と、ベース２０１上に立設された左右一対の支柱２０２，２０２（図６と図７）を備えて構成されている。ベース２０１上には、水冷機能（後述）を有する左右一対の支持板２０５，２０５が設けられている。支持板２０５，２０５には、下側の熱ロール１００を回転可能に支持する左右一対の軸受部２１０，２１０が取り付けられている。なお、図５に示すように、上下の熱ロール１００，１００に取り付けられたロータリージョイント１５０，１５０の熱媒体供給口１５１及び排出口１５２は、フレキシブルホースＨ２，Ｈ１（図６）により図示しない熱媒体加熱装置と連結されている。
【００２１】
熱ロールプレス装置２００は、上側の熱ロール１００を昇降駆動することにより、２つの熱ロール１００，１００のギャップを可変するよう構成されている。そのため、図６と図７に夫々示すように、左右の支柱２０２，２０３には、上下に延びる案内レール２５５，２５５が夫々取り付けられている。案内レール２５５，２５５には、キャリッジ２５２を介して可動フレーム２５０，２５０がスライド可能に取り付けられている。そして、この可動フレーム２５０，２５０の前面に、上側の熱ロール１００を支持する軸受２２０，２２０が固定されている。
【００２２】
左右の可動フレーム２５０，２５０は、左右方向に延びるクロスバー２５１により連結されている。支柱２０２，２０２の上端には、前方に突出するブラケット２６１，２６１が取り付けられており、このブラケット２６１，２６１には、可動フレーム２５０，２５０を昇降駆動するための昇降シリンダ２６０，２６０が支持されている。昇降シリンダ２６０，２６０のプランジャーの下端はクロスバー２５１の上面に固定されている。
【００２３】
このように構成されているため、左右の昇降シリンダ２６０，２６０を駆動すると、左右の可動フレーム２５０，２５０が同時に昇降し、これにより上側の熱ロール１００が昇降する。
【００２４】
図６に示すように、上下の熱ロール１００，１００の間隔を調整するため、上側の軸受部２２０と下側の軸受部２１０の間には、間隔調整機構２８０が設けられている。この間隔調整機構２８０は、下側の軸受部２１０の軸受メタル２１２の上面に沿って摺動するコッター２８２と、上側の軸受部２２０の軸受メタル２２２の下面に取り付けられ且つコッター２８２に当接する当接部２８４とを有している。
【００２５】
コッター２８２には、前方より後方が高くなるようテーパが設けられているため、コッター２８２を前後方向に摺動させると、当接部２８４がコッター２８２に当接する高さが変化する。これにより、軸受部２２０の鉛直方向位置が変化し、従って軸受部２２０と軸受部２１０の間隔が変化する。なお、コッター２８２を移動させるためのダイヤル２８５は、軸受部２１０の前側に取り付けられている。また、図７では隠れているが、間隔調整機構２８０は、右側の軸受部２２０と軸受部２１０の間にも設けられている。
【００２６】
このように構成されているため、昇降シリンダ２６０，２６０を駆動して昇降フレーム２５０，２５０を上昇させ、ダイヤル２８５を回転操作した後、再び昇降シリンダ２６０，２６０を駆動して可動フレーム２５０，２５０を下降させると、当接部２８４，２８４とコッター２８２，２８２が当接し、上下の熱ロール１００，１００の間隔が所望の間隔になる。
【００２７】
なお、上下の熱ロール１００，１００の間隔を表示するため、上側の軸受部２２０にはダイヤルゲージ２８６が設けられている。ダイヤルゲージ２８６の針の先端は、軸受部２１０に固定された被接触部材の頂面に当接しており、軸受部２１０，２２０の間隔に応じて変化するものである。
【００２８】
図５に示すように、右側の軸受部２１０，２２０の側面には、上下の熱ロール１００，１００を回転させるためのモータユニット２３０，２４０が取り付けられている。モータユニット２３０にはサーボモータ２３１が設けられており、サーボモータ２３１の主軸に取り付けられたピニオン（図示せず）に、熱ロール１００の軸部１０１ｂには取り付けられた中間ギア（図示せず）が係合している。同様に、モータユニット２４０では、サーボモータ２４１が図示しないピニオン・中間ギアを介して上側の熱ロール１００を駆動するよう構成されている。かくして、上下の熱ロール１００，１００は夫々サーボ駆動される。
【００２９】
最後に、支持板２０５，２０５等に設けられた水冷機能について説明する。図８は、支持板２０５の斜視図である。支持板２０５の内部には、冷却水を通すための冷却水流路２０６が形成されている。冷却水流路２０６は支持板２０５の全面に亘って蛇腹状に延び、支持板２０５の側端面に開口している。一方の開口２０７には図示しないパイプが連結され、図示しない冷却水供給系から冷却水が送り込まれる。冷却水流路２０６を循環し終えた冷却水は、もう一方の開口２０８に連結された図示しないパイプを介して、図示しない排出系に排出される。
【００３０】
可動フレーム２５０，２５０にも支持板２０５と同様の水冷機能が設けられている（図８に示す構造と同様なので、図示は省略する）。このように、上下の熱ロール１００，１００の軸受部２１０，２２０と装置本体（ベース２０５・支柱２０２，２０３・案内レール２５５等）の間に水冷機能付きの支持板２０５，２０５や可動フレーム２５０，２５０が介在しているため、熱ロール１００，１００が加熱しても、熱ロールプレス装置２００に伝わる熱はごく僅かである。これにより、熱に起因する装置本体のひずみを防止することができる。
【００３１】
尚、モータユニット２３０，２４０の熱ロール１００側の壁面２３２，２４２にも、支持板２０５と同様の水冷機能が設けられている。これにより、熱ロール１００，１００の熱による影響をサーボモータ２３１，２４１が受けないようにすることができる。なお、図５、図６及び図７において、支持板２０５のような冷却機能を有する部材は、点状のハッチングで示す。
【００３２】
また、この実施形態の熱ロールプレス装置には、上側の熱ロール１００を覆うカバー２７０が設けられている。カバー２７０は、可動フレーム２５０に取り付けられた前述のクロスバー２５１に（取付具２７２により）固定されている。
【００３３】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明の熱ロールによると、熱媒体流路をロール表面に沿って環流させることができるため、ロール外表面の温度を均一にすることが可能になる。
また、この発明の熱ロールプレス装置によると、熱ロールの軸受部と装置本体との間に水冷機能付きの部材を介在させることによって、熱ロールの熱による装置本体のひずみを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の熱ロールの側面図である。
【図２】図１の熱ロールのＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１の熱ロールの斜視図である。
【図４】ロータリージョイントの側面図である。
【図５】熱ロールプレス装置の正面図である。
【図６】図５の熱ロールプレス装置の左側面図である。
【図７】図５の熱ロールプレス装置の右側面図である。
【図８】支持板の斜視図である。
【図９】従来の熱ロールを示す側断面図である。
【符号の説明】
１００          熱ロール
１１０          流路
１１１          直線流路
１１２          Ｕ字孔
１２０          供給路
１３０          排出路
１５０          ロータリージョイント
２００          熱ロールプレス装置
２０５          支持板
２０６          冷却水流路
２１０，２２０  軸受部
２３０，２４０  モータユニット
２５０          可動フレーム
【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】
0004268242.tif 000006
【図６】
0004268242.tif 000007
【図７】
0004268242.tif 000008
【図８】
0004268242.tif 000009
【図９】
0004268242.tif 000010