(57)【要約】【課題】外セルを駆動でき、偏心量が可変であり、かつスラスト荷重が発生することなく内ロールと外セルとを回転駆動させることができる薄膜成形ロール及び薄膜成形装置を提供する。【解決手段】本発明の薄膜成形ロールは、金属薄膜で形成された外セル１と、外セル１内に二重管構造により設けられた内ロール２と、内ロール２を支持し、駆動伝達する軸６と、内ロール２を被覆するゴム３と、外セル１が内ロール２に対して偏心可能に設けられている。本発明の薄膜成形ロールは、外セル１の両端部を支持する外セル軸１１と、内ロール２の駆動力を外セル軸１１に伝達する駆動力伝達部材と、外セル１と内ロール２とを軸平行に回転させる平行保持部材と、外セル１と内ロール２との軸方向の位置決めをする軸方向位置決め部材と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属薄膜で形成された外セル（１）と、前記外セル（１）内に二重管構造により設けられた内ロール（２）と、前記内ロール（２）を支持し、駆動伝達する軸（６）と、前記内ロール（２）を被覆するゴム（３）と、前記外セル（１）が前記内ロール（２）に対して偏心可能に設けられた薄膜成形ロールにおいて、
前記外セル（１）の両端部を支持する外セル軸（１１）と、
前記内ロール（２）の駆動力を前記外セル軸（１１）に伝達する駆動力伝達部材と、
前記外セル（１）と前記内ロール（２）とを軸平行に回転させる平行保持部材と、
前記外セル（１）と前記内ロール（２）との軸方向の位置決めをする軸方向位置決め部材と、を有することを特徴とする薄膜成形ロール。
【請求項２】
前記駆動力伝達部材、前記平行保持部材及び前記軸方向位置決め部材が、前記外セル軸（１１）と、前記内ロール（２）の両端部の前記軸（６）とを連結する複数の金属製の棒材からなる撓み軸（７ａ）により構成されている請求項１に記載の薄膜成形ロール。
【請求項３】
前記撓み軸（７ａ）は、第１の軸部と、前記第１の軸部よりも軸径が細い第２の軸部とを有する、請求項１または２に記載の薄膜成形ロール。
【請求項４】
前記駆動力伝達部材及び前記軸方向位置決め部材が、２枚のハブ７０（ｄ１）と、前記各ハブ７０（ｄ１）の間に配置されたスペーサ（７０ｄ２）と、前記各ハブ７０（ｄ１）と前記スペーサ（７０ｄ２）との間に配置された複数枚の鋼製薄板のディスク（７０ｄ３）とを有するフランジ型軸継手（７０）により構成されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の薄膜成形ロール。
【請求項５】
前記平行保持部材が、前記軸（６）に、前記軸（６）の軸方向に離間して配置されて前記外セル軸（１１）を保持する複数の軸受（６０）により構成されている請求項４に記載の薄膜成形ロール。
【請求項６】
前記外セル（１）は、前記外セル軸（１１）に設けた滑り軸受（１７）で支持されている、請求項１ないし５に記載の薄膜成形ロール。
【請求項７】
前記外セル（１）は、前記外セル軸（１１）に設けたゴムリング（７６）で支持されている、請求項１ないし５に記載の薄膜成形ロール。
【請求項８】
前記外セル（１）と前記内ロール（２）との間に温調液（１６）を水密に保持するシール（５、５ａ、５ｂ）を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の薄膜成形ロール。
【請求項９】
前記シール（５）は前記外セル（１）の内周面と前記内ロール（２）の外周面との間に配置されている、請求項８に記載の薄膜成形ロール。
【請求項１０】
前記シール（５ａ）は前記外セル（１）の内周面と前記外セル軸（１１）との間に配置されており、前記シール（５ｂ）は前記内ロール（２）の側端面と前記外セル軸（１１）との間に配置されている請求項８に記載の薄膜成形ロール。
【請求項１１】
前記外セル軸（１１）と前記内ロール（２）の軸（６）との間に偏心カムが配置されている、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の薄膜成形ロール。
【請求項１２】
前記偏心カムは、中空構造の第１のカム（３２）と、中空構造の第２のカム（３３）とを有する偏心軸（３１）であり、前記第１のカム（３２）は前記第１のカム（３２）内を挿通する前記軸（６）に支持されており、前記第２のカム（３３）は前記第２のカム（３３）内に嵌め込まれた前記第１のカム（３２）に支持されている、請求項１１に記載の薄膜成形ロール。
【請求項１３】
前記外セル軸（１１）と前記軸（６）との偏心量を表示する位置ゲージ（３０）を有する、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の薄膜成形ロール。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の薄膜成形ロールを備えた薄膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｔダイ等から吐出された溶融プラスチックを主冷却ロールに押し付ける薄膜成形ロール及び薄膜成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜フィルム・シート製造用の成形ロールとしては、ゴム被覆ロールを金属ロールに押付けるプレス成形ロールが一般に用いられている。
【０００３】
特許文献１では、２重管ロールで薄肉外筒厚さｔを内筒の厚さの１／２〜１／１０にした成形ロールが開示されている。すなわち外筒（外セル）と内筒（内ロール）の二重構造で外セルを金属性の薄肉構造にしてロール外径にクラウンを付与してニップ接触幅を広くし、またロール幅方向に均一なニップを得るようにしている。
【０００４】
特許文献２では２重管ロールで薄肉外筒厚さｔをロール半径の０．０３倍以下にした成形ロールが開示されている。すなわち外セルと内ロールの二重構造で外セルを金属性の薄肉構造にして外セルが主ロールに対する押し荷重によって主ロールの外周に倣って弾性変形するものである。
【０００５】
また、長尺のシート状材料を１対のロールで加圧成形するロールとしては、油圧均等圧を利用したロールや多数の油圧ピストンを利用したクラウン調整ロールなどが開示されている（特許文献３、４参照）。
【０００６】
また、樹脂フィルム・シート製造用のロールとしては、特許文献５に、弾性変形可能な薄い金属薄膜からなる外円筒と、外円筒内部に弾性変形及び回転可能な弾性体ロールを備えた成形用ロールが開示されている。また、特許文献６には薄肉外筒厚さｔをロール半径の０．０３以下にした２重管ロールが開示されている。
【０００７】
また、特許文献７には、内接ゴムロールタイプであるが、回転駆動する軸を持つ内接ゴムロールであり、非回転の偏心側板で薄肉金属外筒を回転支持し、前記非回転の偏心側板と薄肉金属外筒で囲まれる内部空間に温調液を満たしロータリージョイントで温調液を回流させるシート・フィルム成形用タッチロールが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３６３３２号公報
【特許文献２】特許第３１９４９０４号公報
【特許文献３】特公昭５８−４６５９９号公報
【特許文献４】特開平６−６５８８９号公報
【特許文献５】特許３４２２７９８号公報
【特許文献６】特開平１１−２３５７４７号公報
【特許文献７】特開２００７−８３５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ゴム被覆ロールを金属ロールに押付ける一般的なプレス成形ロールの場合、ほぼ均一な線圧を得られるがゴムの熱伝導率が低いため、ロール内部の熱をシート材料に伝達できない。このため、シート材料をゴムロール側から冷却・加熱できず、冷却用途の成形ロールには使用できない。
【０００９】
特許文献１及び特許文献２の成形ロールはいずれも、外セルと内ロールの二重構造であり、外セルの金属製薄肉セルが押し荷重によって主ロールの外周に倣って弾性変形するものであり、ロール間の接触幅を広くして、かつロール幅方向に均一なニップを得るようにしている。しかしながら、この種のロールは線圧（ニップ圧）を変えた場合、幅方向に均等な圧力が得られないという問題点がある。たとえば、特許文献１のロールに２倍の荷重を加えると軸中央部分が低い凹形になり、反対に１／２荷重では凸形になる。このため、実用運転では設計線圧の近傍でのみ使用でき、荷重を変えると幅方向に均等な圧力が得られない。従って特許文献１の成形ロールでは、成形するシートの厚さ、材料の変化に応じてニップ圧を変更する要求に適応することが困難である。
【００１０】
特許文献３及び特許文献４に開示されている成形ロールの場合、完全に均一ニップが得られ、またクラウン調整可能であるが、油圧装置が必要で装置が大型になりコストが高価な設備になる。また薄肉金属外筒での薄いシート成形には適用できない。
【００１１】
特許文献５に開示されている成形ロールは、非回転の中心支軸に薄肉金属外筒を同心状態で回転可能に取り付けて、薄肉金属外筒の筒内において中心支軸にゴムロールを偏心状態で回転可能に取り付けて、偏心によってゴムロールの外周面が薄肉金属外筒の内周面に接触させ、主ロールに対する押し荷重による薄肉金属外筒の弾性変形をゴムロールのゴム弾性によって受け持つようにしている。しかしながら、このロールは中心支軸が非回転であるので、成形ロールを回転駆動する場合には、薄肉金属外筒とモータとをベルトなどで駆動連結しなくてはならず、駆動系が複雑になる。従って、一般的な既存のシート・フィルム成形装置に使用することができない。
【００１２】
また、特許文献５に開示されている成形ロールは、ゴムロールの偏心支持部が液密構造の薄肉金属外筒の内部にあるため、ゴムロールの偏心支持部の部品交換、メンテナンスをする場合には、薄肉金属外筒の取り付け部全体を分解する必要があり、保守性に問題がある。またロール内部に冷却液とベアリングが接していて、加圧状態の温調液（１５０℃）を使用する場合もあるので、スラストベアリングを使うなど、ベアリングの使用条件が厳しい。
【００１３】
特許文献７に開示されている成形ロールは、特許文献５に開示されている成形ロールと同様の内接ゴムロールタイプであるが、回転駆動する軸を有するゴムロールであり、非回転の偏心側板で薄肉金属外筒を回転支持し、非回転の偏心側板と薄肉金属外筒で囲まれる内部空間に温調液を満たしロータリジョイントで温調液を回流させるシート・フィルム成形用タッチロールである。
【００１４】
この特許文献７の成形ロールは外筒を薄肉金属外筒として特許文献５のものと同様に薄肉シートを成形することが可能である。しかしながら、偏心側板が固定されているので、高速運転の際、偏心側板の外周側の温調液のシールと偏心側板の内周側のシールとのリップ摺動速度が共に大きくなるとともに、循環する温調液の圧力も作用することで摺動抵抗が大きくなり、耐久性の面で不利である。
【００１５】
また外筒は内部ゴムロール接触圧力摩擦によるつれ回りなので完全には駆動できない。
【００１６】
内ロールを駆動させ、かつ外セルを同じ速度で回転駆動させるには、内ロールと外セルとを機械的に連結すればよいが、単に連結しただけでは、互いに偏心させて回転駆動することができない。また、内ロールと外セルとの間の温調液が漏洩しないような構造にする必要もある。そこで、内ロールと外セルとの両端部を同心円の多段の金属薄板からなる蛇腹部材で連結することが考えられる。しかしながら、この蛇腹部材は、金属薄板からなるため、同心円の蛇腹部材は変形の自由度が高いため、軸方向に伸縮することで外セルの軸受にスラスト荷重がかかってしまう。このため、蛇腹部材の場合、軸受けの耐久性を低下してしまう場合があり、この問題を解決するため、軸方向の移動を規制しようとすると構造が複雑となりコストがかかってしまう。
【００１７】
そこで、本発明は、外セルを駆動でき、偏心量が可変であり、かつスラスト荷重が発生することなく内ロールと外セルとを回転駆動させることができる薄膜成形ロール及び薄膜成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の薄膜成形ロールは、金属薄膜で形成された外セルと、外セル内に二重管構造により設けられた内ロールと、内ロールを支持し、駆動伝達する軸と、内ロールを被覆するゴムと、外セルが内ロールに対して偏心可能に設けられた薄膜成形ロールにおいて、
外セルの両端部を支持する外セル軸と、
内ロールの駆動力を外セル軸に伝達する駆動力伝達部材と、
外セルと内ロールとを軸平行に回転させる平行保持部材と、
外セルと内ロールとの軸方向の位置決めをする軸方向位置決め部材と、を有することを特徴とする。
【００１９】
上記のとおり、本発明の薄膜成形ロールは、軸方向位置決め部材によって外セルと内ロールとの軸方向の位置決めしている。これにより、スラスト荷重の発生を抑えている。また、駆動力伝達部材により内ロールの駆動力が外セルの両端部を支持する外セル軸に伝達される。これにより、内ロールと外セルとを回転駆動させることができる。さらに、外セル内に二重管構造により内ロールが設けられていることから外セルが内ロールに対して偏心可能である。
【００２０】
また、本発明の薄膜成形ロールは、駆動力伝達部材、平行保持部材及び軸方向位置決め部材が、外セル軸と、内ロールの両端部の軸とを連結する複数の金属製の棒材からなる撓み軸により構成されているものであってもよい。
【００２１】
また、本発明の薄膜成形ロールは、撓み軸が、第１の軸部と、第１の軸部よりも軸径が細い第２の軸部とを有するものであってもよい。
【００２２】
また、本発明の薄膜成形ロールは、駆動力伝達部材及び軸方向位置決め部材が、２枚のハブと、各ハブの間に配置されたスペーサと、各ハブとスペーサとの間に配置された複数枚の鋼製薄板のディスクとを有するフランジ型軸継手により構成されているものであってもよい。
【００２３】
また、本発明の薄膜成形ロールは、平行保持部材が、軸に、軸の軸方向に離間して配置されて外セル軸を保持する複数の軸受により構成されているものであってもよい。
【００２４】
また、本発明の薄膜成形ロールは、外セルが、外セル軸に設けた滑り軸受で支持されているものであってもよい。
【００２５】
また、本発明の薄膜成形ロールは、外セルが、外セル軸に設けたゴムリングで支持されているものであってもよい。
【００２６】
また、本発明の薄膜成形ロールは、外セルと内ロールとの間に温調液を水密に保持するシールを有するものであってもよい。
【００２７】
また、本発明の薄膜成形ロールは、シールが外セルの内周面と内ロールの外周面との間に配置されているものであってもよい。
【００２８】
また、本発明の薄膜成形ロールは、シールが外セルの内周面と外セル軸との間に配置されており、シールは内ロールの側端面と外セル軸との間に配置されているものであってもよい。
【００２９】
また、本発明の薄膜成形ロールは、外セル軸と内ロールの軸との間に偏心カムが配置されているものであってもよい。
【００３０】
また、本発明の薄膜成形ロールは、偏心カムが、中空構造の第１のカムと、中空構造の第２のカムとを有する偏心軸であり、第１のカムは第１のカム内を挿通する軸に支持されており、第２のカムは第２のカム内に嵌め込まれた第１のカムに支持されているものであってもよい。
【００３１】
また、本発明の薄膜成形ロールは、外セル軸と軸との偏心量を表示する位置ゲージを有するものであってもよい。
【００３２】
本発明の薄膜形成装置は、本発明の薄膜成形ロールを備える。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、本発明は、スラスト荷重が発生することなく内ロールと外セルとを回転駆動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本明細書において、『線圧』とは、１対のロールを押し当てた時のロール長さ方向１ｃｍあたりの力Ｎを意味し、線圧はニップ圧とも呼称する（例：１００Ｎ／ｃｍ）。
【００３５】
また、『クラウン』とは、ロール中央の直径とロール端部の直径との差を意味し、ロール中央の直径をＤ１、ロール端部の直径をＤ２とすると、クラウン＝Ｄ１−Ｄ２となる。
【００３６】
１対のロールを押し当てるとロールが撓み、ロール幅の中心の線圧が小さくなる。そこで、クラウン加工することでロール外径をあらかじめ中央を端部より太く造り、荷重をかけたときに幅方向に均一な線圧が得られるようにする。なお、クラウンは通常円弧状に加工される。本発明に一例としては、内ロールのゴムにクラウン加工が施されている。
（第１の実施形態）
図１に本実施形態の成形ロールの適用例であるフィルム成形機の構成を示す。
【００３７】
本実施形態のフィルム成形機は、Ｔダイ２４と、本発明の特徴を備えた成形ロール２０と、成形ロール２１、２２とを有する。各成形ロール２０、２１、２２は並列配置されている。
【００３８】
Ｔダイ２４は押出機（不図示）からの樹脂材料をシート状に押し出し、１対の成形ロール２１、２０のニップ隙間に導く。シート２５としては０．０１ｍｍから３ｍｍ程度までの透明クリアシートでＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＭＭＡ（ポロメタクリル酸メチル）樹脂材料が例として挙げられる。成形ロール２１は固定設置され、その他の成形ロールは押付装置で水平方向に移動できる。また、成形ロール２１、２０は通常同速度で回り、ロール幅に均一の圧力で一定厚さに成形する。シート２５は成形ロール２１側に巻きつけて、成形ロール２２でニップ成形した後、下流に流して冷却した後、巻き取りまたはシート切断してシートを製造する。
【００３９】
次に、図２に、図１に示す成形ロール２０のＡ−Ａ線における断面図を示す。また、図３に、図２におけるＢ部の詳細を示す。また、図４に、成形ロール２０の負荷時と休止時におけるロール動作を説明する成形ロール２０の軸方向断面図を示す。また、さらに、図５に成形ロール２０と軸受箱の関係を説明するための詳細な断面図をそれぞれ示す。
【００４０】
また、成形ロール２０の主要仕様を表１に示す。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
成形ロール２０は、金属薄膜で形成された外セル１と、外セル１内に二重管構造により設けられた内ロール２と、内ロール２を支持する軸６と、内ロール２を被覆するゴム３と、外セル１が内ロール２に対して偏心可能に設けられた薄膜成形ロールである。また、成形ロール２０は、外セル１の両端部を支持する外セル軸１１を有する。さらに成形ロール２０は、撓み軸７ａで構成されるを軸継手７を有する。この撓み軸７ａは、後述するように、内ロール２の駆動力を外セル軸１１に伝達する駆動力伝達部材として機能し、また、外セル１と内ロール２とを軸平行に回転させる平行保持部材として機能し、さらに、外セル１と内ロール２との軸方向の位置決めをする軸方向位置決め部材として機能する。
【００４３】
軸６は軸受１４に回転可能に支持されており、軸６の一端側（駆動側）にはモータ２７が連結され、他端側（操作側）にはロータリジョイント２８が設けられている。
【００４４】
モータ２７は成形ロール２０を所定の回転速度で回転駆動させる駆動装置である。ロータリジョイント２８は軸回転時においても連続的に成形ロール２０への温調液１６の流出入を可能とする継手である。
【００４５】
成形ロール２０全体の軸６を支持する軸受１４、及び軸受箱３９は、水平方向、すなわち、成形ロール２１側に向けて押圧力を印加できる加圧装置２６に設けられている。この加圧装置２６により成形ロール２０を成形ロール２１に対して押し付ける方向に加圧する。加圧装置２６としては、空気式、または油圧式シリンダが適用可能である。
［内ロールおよびゴム］
外セル１内に二重管構造で設けられた内ロール２は高剛性に造られており、軸６に溶接結合されている。軸６内にはロータリジョイントのパイプ１３が挿入されており、また、軸６に多数の穴１５が形成されており、パイプ１３、穴１５を介して温調液１６が流れる構造となっている。温調液１６は操作側のロータリジョイント２８から流入し、パイプ１３内を通り、駆動側軸の穴１５を通り、内ロール２のゴム３と外セル１の隙間を流れ、操作側から流出する。
【００４６】
また、運転時には本実施形態の成形ロール２０は、外セル１が偏心調整可能な構成である。このため、図４（ｂ）に示すように偏心させ、ニップと反対側のゴム３表面と外セル１との間の隙間１９が拡大している。すわなち、ニップと反対側に成形ロール２０が回ってくると外セル１の偏心量に応じてゴム３表面と外セルの隙間１９が拡大して隙間１９に温調液１６が流れ込み、温調液１６とセルが熱伝達する。本実施形態の成形ロール２０はこれを一回転毎に繰り返すため、成形材料を冷却・加熱する能力が高い。なお、成形ロール２０は、図４（ａ）に示すように、休止時の場合、概ね内ロール２と外セル１とは同じ軸芯上に位置させる。
【００４７】
温調液１６として水を使用した場合、水の比熱が大きいので加熱、冷却性能が高い。一方、温調液１６としてオイルを使用した場合、比熱が水に比べて低いため（例えば０．５）、水を温調液として使用する場合に比べて流速を上げ、加熱、冷却性能を向上させることができる。
【００４８】
ゴム３のバネ常数はゴム硬度、耐強度、厚さから計算し、決定する。またゴム３の外周は線圧（ニップの大きさ）に応じてクラウン形状に形成されている。すわなち、ゴム３は、その厚みが軸方向の両端部から中央部に向かうにつれて徐々に厚くなる形状に形成されている。
［外セル］
外セル１は内ロールより長く造られ、外セル１両端には中空形状の外セル軸１１を有する。外セル軸１１は軸継手７によって内ロール２の端面に連結されている。
【００４９】
外セル１は薄肉に造られ、薄いシートを成形する用途に使用する。外セル１の内径は内ロールの外径とわずかに数ｍｍ程度大きく造られている。またゴム３の外周は線圧（ニップの大きさ）とロール面長、内ロールの剛性に応じたクラウン形状に形成されている。外セル１と内ロール２に被覆されたゴム３との隙間は数ミリ程度であり、通常の剛体冷却ロールよりは狭い。従って、本実施形態の成形ロール２０の偏心量は数ミリ程度である。
【００５０】
外セル１が薄肉金属で形成されていると、相手ロールに接触する幅が増し、シート成形のニップ線圧を面で受けることになる。また、ロール幅方向でも柔軟性が増すので薄いシートでも圧着ムラが出来にくく、その結果、両面ロールタッチの透明シートが得られる。
【００５１】
本実施形態に成形ロール２０も、内ロール２のバックアップで線圧を受けて、幅方向に均一な線圧が得られる。また線圧を２倍または１／２程度に変更してもゴムバックアップの効果でほぼ均一な線圧が得られる。ロール幅が大きい２ｍ以上では線圧にもよるが、軸方向の中央部が高くなるようにゴム３の表面にクラウンをつけるのが好ましいが、本実施形態では、１ｍ幅程度であるため、特にクラウンは必要ない。
［外セル軸］
外セル軸１１の軸方向の両端部側には外セル軸１１ａが取り付けられている。外セル軸１１と外セル軸１１ａとは一体的な構造であってもよい。外セル軸１１ａの外周には軸受３６が設けられており、さらにこの軸受３６を介して外セル軸１１用の軸受箱３７が設けられている。軸受箱３７は、外セル偏心装置４６のボルト４２によって偏心可能に保持されている。
【００５２】
図３に示すように、外セル軸１１と外セル１は滑り軸受１７により支持されている。滑り軸受１７はゴムリング外周に摩擦係数の少ない樹脂層を巻いた構造を有し、外力が加わると回転、及びスライドする。また、外セル１が軸方向に抜けるのを防止するため外セル軸１１の外セル１側にはストッパ１２、１８が設けられている。ストッパ１８は、樹脂製で柔軟であるので、外セル１を傷つけない。つまり、外セル１と外セル軸１１はボルトや溶接などの固定結合ではなく、自由結合によって互いに連結、拘束しあう構成となっている。
［外セル偏心装置］
外セル偏心装置４６は、回転する外セル１、外セル軸１１の位置決めをするとともにこれらに対して外部から偏心方向に押力を与えるための装置である。外セル偏心装置４６は２列配置された軸受６０によって軸６に支持されているとともに、外セル偏心装置４６自体が回転しないように回り止め５１によって軸受箱３９に取り付けられている。本実施形態では回り止め５１はボルトであり、このボルトにより外セル偏心装置４６を軸受箱３９に固定している。
【００５３】
外セル偏心装置４６は図５に示すように複数のボルト４２を有しており、ボルト４２の先端部分を軸受箱３７に当接させている。図５に示す例では、軸受箱３７は外周に配置された外セル偏心装置４６とボルト４２とによってガイドされている。本実施形態では外セル偏心装置４６には貫通したタップ穴が形成されており、ボルト４２がこれらタップ穴にねじ込まれている。ボルト４２は、その軸方向が相手方となる成形ロール２１に対して延びた方向となるように配置されている。すなわち、ボルト４２をねじ込む、あるいは緩めることで、相手方となる成形ロール２１に対して外セル１を近接させる方向、あるいは離間させる方向にスライドできるようにするためである。また、外セル偏心装置４６は、偏心位置決め後のボルト４２の緩みを防止するための緩み止め用のナット４３を有する。
【００５４】
このように、外セル偏心装置４６は、ボルト４２をねじ込む、あるいは緩めることで、軸受箱３７を偏心方向にスライドさせ、これにより外セル１を偏心方向にスライドさせることができるようにしたものである。偏心量ｅは、通常、図４（ｂ）に示すように、外セル１内面と、内ロール２の外面に設けられたゴム３とが接触する位置に調整される。偏心量ｅは過大調整されるのを防止するため、図５に示すように軸受箱３７と外セル偏心装置４６の偏心方向の隙間が制限されている。すなわち、偏心量ｅを過大に調整しようとしても、軸受箱３７がストッパ４７として機能する外セル偏心装置４６に突き当たり、それ以上は偏心量ｅを大きくならないようにしている。
［位置ゲージ］
外セル軸１１と内ロールの軸６との偏心量ｅの計測は図５に示す位置ゲージ３０により行われる。位置ゲージ３０は成形ロールの操作側と駆動側に各々設けられており、外セル偏心装置４６に取り付けられている。位置ゲージ３０としてはマイクロゲージが適用可能である。なお、成形運転時には位置ゲージ３０は後退させて振動などで破損しないようにしている。
［軸継手］
軸継手７は、ロールの片側に６本ずつ設けられた、合計１２本の、丸ロッド形状の鋼で形成された撓み軸７ａで構成されている。各撓み軸７ａは、偏心がない時には、撓み軸７ａの長手方向が軸６の軸方向と平行となるように配置されている。また、片側６本の撓み軸７ａは、軸６の周りに等間隔で配置されている。撓み軸７ａは両端にネジ部を有し、内ロール２と外セル軸１１とを連結している。
【００５５】
また、撓み軸７ａは第１の軸部７ａ1と、第１の軸部７ａ1よりも軸径が細い第２の軸部７ａ2を有する。本実施形態では、撓み軸７ａは、中央部分に第１の軸部７ａ1に有し、両端部に第２の軸部７ａ2を有する。撓み軸７ａは細長いロッドなので横荷重がかかると数ミリ程度の弾性変形が可能である。また第１の軸部７ａ1よりも第２の軸部７ａ2を細くしていることで、撓み軸７ａの、外セル軸１１及び内ロール２の接合部分における弾性変形をより容易にしている。
【００５６】
軸継手７を構成する撓み軸７ａは、内ロール２の駆動力を外セル軸１１に伝達する駆動力伝達部材としての機能を有する。すなわち、撓み軸７ａは、内ロール２と外セル軸１１とを機械的に連結しているため、内ロール２の駆動力を外セル軸１１に伝達することができる。
【００５７】
また、撓み軸７ａは、外セル１と内ロール２とを軸平行に回転させる平行保持部材として機能する。すなわち、後述するように複数の撓み軸７ａが平行リンクとして機能することで外セル１と内ロール２とを軸平行に移動させることができる。
【００５８】
さらに、撓み軸７ａは、外セル１と内ロール２との軸方向の位置決めをする軸方向位置決め部材として機能する。撓み軸７ａは、内ロール２と外セル軸１１と軸方向に向けて機械的に連結しているため、外セル１と内ロール２との軸方向の動きを規制している。
【００５９】
次に、図６に撓み軸７ａの偏心動作を示す。図６（ａ）は、荷重が印加されていない状態を示しており、図６（ｂ）は、運転時、ボルト４２で外セル軸１１を偏心させ、撓み軸７ａが平行リンク状に変形して偏心ｅが生じている状態を示す。
【００６０】
撓み軸７ａにロール軸芯に対して直交方向の偏心荷重Ｆを印加すると、撓み軸７ａはその両端が固定支持されているので荷重Ｆに応じて撓みが生じる。このように外セル軸１１は内ロール２の軸芯に対して偏心可能な構造になっている。撓み軸７ａはどの方向にでも偏心するので、外セル１は、内ロール２が外セル軸１１と一体で回転しても偏心した状態で回転可能である。また撓み軸７ａは、成形ロール２０の片側につき３本以上の複数本設けられていることで平行リンクのように変形し、外セル軸１１の軸芯はロール軸６と常に平行を保つようになっている。
【００６１】
上述したように撓み軸７ａは、外セル１と内ロール２が偏心した状態で回転する。また軸継手７としての回転ネジリ剛性は、偏心撓み剛性と同じになるが、実用運転しても差し支えない強度を得ている。また撓み軸７ａの平行リンク機構によって、外セル軸１１と外セル１とは偏心状態で回転駆動でき、軸受３６を回転中心として安定した回転を得ている。
【００６２】
また偏心量ｅは、外セル偏心装置４６によって調整できるため、運転停止時には偏心を開放してゴム３の表面と外セル１との接触を開放するとともに、撓み軸７ａの曲げ応力も開放できる。この開放により、ゴム３の表面や薄肉金属外筒の外セル１の永久変形を防止できる。
【００６３】
また撓み軸７ａの平行リンク機構により外セル軸１１は軸芯を内ロール２の軸６と常に平行となっているので、外セル１を簡易な滑り軸受１７で自由支持とすることができる。
【００６４】
さらに、撓み軸７ａは、外セル軸１１および外セル１を横方向に位置決めしているため、外セル軸１１を支える軸受３６にスラスト力はかからないようになっている。
【００６５】
成形ロール２０は、上述したようにシート成形運転時には外セル１の軸芯を内ロール２の軸芯に対して偏心させてロール駆動する。偏心させるための押力は外セル偏心装置４６のボルト４２をねじ込むことで行うが、この際撓み軸７ａを弾性変形させる力が必要となる。そうすると、撓み軸７ａを弾性変形させる力に対するこの反力が発生するが、この反力は外セル偏心装置４６の軸受６０で受ける。また反力による回転モーメントは、軸受６０が配置された軸６によって受けることとなる。すなわち、軸６が撓み軸７ａを弾性変形させる力に対する反力と、偏心した状態で回転する外セル１による回転モーメントとの双方を受けることとなる。このように本実施形態の成形ロール２１の偏心により生じる力は成形ロール２０の内部で収まることとなる。ただし、外セル偏心装置４６の回り止めは、外セル偏心装置４６を回り止め５１によって軸受箱３９に結合することでなされている。
［シール構造］
内ロール２の両端にはサポート６３を介してシール５が設置されている。シール５が設けられており、外セル１の偏心ｅが生じてもシール面を保つ構造としている。シール５は、リップ長さを大きくして偏心量の増大に対応している。シール５としては、油圧シリンダピストンなどに使うＵパッキンの使用が可能である。
【００６６】
なお、本発明の成形ロールは、偏心量が小さく、ゴム３の外周速度と外セル１の内周速度との差を極小にして、外セル１の内ロール２に対するスリップを最小にしている。このため外セル１の直接的に駆動することが可能となる。
【００６７】
本実施形態では、内ロール２に対する外セル１の偏心量は小さくなる構成としているが、偏心が過度に大きくなった場合、一時的な回転ズレが生じる。そこで、一時的な回転ズレを吸収すべく、安全対策として外セル１を滑り軸受１７で支持している。なお、本実施形態の成形ロールにおいては、通常の運転では回転ズレは生じない。このためシール５の外側リップの周速度は偏心ｅに伴うすりこぎ運動のみであり、極低速度である。
【００６８】
ここで温調液１６の流れについて説明する。
【００６９】
温調液１６は操作側であるロータリジョイント２８から流入し、パイプ１３内を流れ、駆動側軸の穴１５を通り、内ロール２のゴム３と外セル１内周の偏心した隙間１９を流れた後、操作側から流出する。
【００７０】
本実施形態の成形ロール２０は偏心量ｅと隙間１９を最小限にしているので、温調液１６の流れ抵抗が大きくなる。このため、成形ロール２０の温調液１６は粘度が低いオイルを使用するのが好適である。また、偏心ｅが無い場合と、外セル１の内面に内ロール２が接触する偏心の場合とでは、同じ流量の温調液１６の流れ抵抗圧力は２．５倍程度異なり、偏心ｅがある場合、温調液１６は流れ易くなる。実際のロール運転では、温調液１６を循環させるための出入りのフレキシブルホースの抵抗が大部分であり、成形ロール２０の内部における流れ抵抗は問題ない。
［クラウン調整機能］
本ロールは、ゴム３に外セル１を押付け、偏心量を可変して外セル１の押付け力を調整できるので、ロール端近辺のクラウンを調整できる。
【００７１】
図７に本ロールの外セルクラウン変形モデルを示す。
【００７２】
図７（Ａ）は、外セル偏心装置４６が引き動作（相手方ロール２２から成形ロール２１を引き離す方向に外セル１に力を印加）を行った状態であり、凸形クラウン変形で外セル１の偏心を過度に与えた形状のモデル図である。外セル偏心装置４６の引き動作により、外セル１にＦ１方向の力が印加される。本実施形態の成形ロール２０は薄肉金属外筒なので外セル１が曲がるほどの偏心力はかけられない。よって、このような変形はロール端部に限定され、ロール中央部はフラットなままになる。
【００７３】
図７（Ｂ）は、外セル１を内ロール２に接触させ、その接触圧力は最小限の状態を示す。この状態では線圧を相手ロール２１に加えた時にロール幅方向に均一なニップが得られる。図７（Ｂ）よりも、さらに偏心量を小さくすると、薄肉金属外筒の外セル１のエッジ部の変形が大きくなってしまい実用的ではない。またロールの変形は、ロールの片側のみ調整することもでき、また図７（Ａ）の状態と図７（Ｂ）を軸の片側ごとに混在して調整することもできる。従って本ロールでの実用上の形態は図７（Ｂ）の状態が主体であり、場合によっては図７（Ａ）の状態としたり、あるいは図７（Ｂ）に図７（Ａ）の状態を混在させてもよい。
［クサビ潤滑効果］
次に、外セル１と内ロール２の速度差及びクサビ潤滑効果について説明する。
【００７４】
本実施形態の成形ロール２０は外セル１と内ロール２とは、軸継手７によって一体的な構造となっているので、外セル１と内ロール２との角速度は同じであるが、半径が異なるため、周速度が異なる。成形ロール２０の外セル１は、内ロール２の表面のゴム３との間に数ミリ程度の隙間１９があり、内ロール２との速度差は１．５％程度である。
【００７５】
本実施形態の成形ロール２０はこのように外セル１と内ロール２の隙間が小さいことと、循環する温調液１６の粘性とによって、偏心した隙間１９に温調液１６が入りクサビ潤滑効果を生じる。温調液１６は成形ロール２０の内部の隙間１９を成形ロール２０の軸芯方向に流れると共に、外セル１と内ロール２が共に回転するため偏心のクサビ部分に高速に流れ込む。温調液１６のクサビ潤滑効果を示す潤滑液圧力分布のモデルを図８に示す。このクサビ潤滑効果は高速になればなるほど高くなる。
【００７６】
外セル１の内面との内ロール２のゴム３の外周面での摩擦力のみによる潤滑方式の場合、高速回転域において潤滑に限界がある。しかし、本実施形態においては、表１の構造で速度２５ｍ／ｍｉｎで０．１ｍｍ厚さのＰＭＭＡシートを成形運転した場合、外セル１の内面との内ロール２のゴム３の外周面とは、隙間が小さいこととニップ線圧が少ないことでクサビ潤滑効果を生じるため、外セル１の内面は連続してスリップし、振動など発生せず問題なくロール回転を行うことができる。
【００７７】
上述した構成の本実施形態の成形ロール２０は、基本的にシール５以外に可動摺動部分がない。また、撓み軸７は疲労強度応力以下で造られること、高温の温調液１６に曝される箇所は耐熱、耐食性の高いシール５とゴム被覆されていること、また、それ以外の部分は金属性で耐熱、耐圧に強く、シンプルな構造で耐久性がある。また、軸受類は全て温調液１６から隔離された、乾燥した場所に設けられているため、耐久性、メンテナンス性がよい。
（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態の構成より偏心量ｅを大きくすることができる例について説明する。なお、基本的な構成は、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略するとともに、同じ構成要素については第１の実施形態で用いた符号と同じ符号を用いて説明するものとする。
【００７８】
偏心量ｅが増大すると撓み軸７ａの撓み量を確保するため、撓み軸を長くする、または細くする必要があるが、そうすると回転剛性が低下してしまう。撓み軸７の回転剛性が減少すると内ロール２からの回転トルクが外セル１に伝達しにくくなり、部材の破損や振動などが発生しやすくなる。このため本実施形態では、以下の構造にしている。
１．シール５を端面シールとする。
２．軸継手７は、撓み軸７ａと他の軸継手、例えばフランジ型軸継手等と組み合わせたものにする。
【００７９】
図９に本実施形態の成形ロールの一部側断面図を示す。
【００８０】
まず、本実施形態のシーリングについて詳細に説明する。
【００８１】
第１の実施形態では、シール５は、内ロール２のサポート６３と外セル１との間に設けられていた。
【００８２】
これに対して、本実施形態の場合、外セル軸１１の、外セル１の内周面に面する位置にシール５ａが設けられているとともに、外セル軸１１の、ロール端面に面する位置にも端面シール５ｂが設けられている。
【００８３】
シール５ａは、外セル軸１１と外セル１の内周面との間をシールしており、その断面形状はＵ型である。このシール５ａは、滑り軸受１７よりも内側に配置されている。シール５ａは、外セル１と内ロール２の偏心が比較的大きい場合でも温調液１６が漏れることなくシールすることができる。また外セル１への回転駆動力は、滑り軸受１７およびシール５ａの摩擦力によって伝達できる。
【００８４】
シール５ｂは、外セル軸１１と内ロール２のロール端面との間をシールしており、その断面形状はシール５ａと同様にＵ型である。端面シール５ｂは、偏心量ｅが比較的大きい場合のシーリングには好適である。外セル軸１１は撓み軸７ａのリンク作用で軸芯を軸６と平行に保ち、偏心状態で回転する。従って外セル軸１１に設けた端面シール５ｂは、内ロール２のロール両側の端面シール部と近接した状態で偏心すりこぎ運動をする。
【００８５】
なお、偏心量ｅをさらに大きくした構造の場合、外セル１の内面と内ロール２の表面の速度差がさらに大きくなるので滑り軸受は薄肉型のベアリングを設けてもよい。この場合であっても、シール５ａの摩擦力により外セル１へと回転駆動力を伝達できるのでシートタッチ前のロール無負荷回転でもロールは一体に回転できる。
【００８６】
また線圧が高い場合、外セル１の内面と内ロール２の表面との速度差があると外セル１に連続的なズレが生じることとなる。しかしながら、その速度差は半径の差であることから、本実施形態の構成においては、シール５ａ、シール５ｂ、滑り軸受１７の速度と、ロール速度との速度差は数％に過ぎないため、摩耗は少なく、耐久性に有利である。
【００８７】
次に、本実施形態の軸継手の構成について詳細に説明する。
【００８８】
本実施形態の軸継手７は、撓み軸７ａのほか、フランジ型軸継手７０を有する。撓み軸７ａに加え、撓み軸７ａが取り付けられた、内ロール２の端面及び外セル軸１１との間をさらにフランジ型軸継手７０で連結することで回転トルクを増大可能な構成としている。
【００８９】
フランジ型軸継手７０は、２枚のハブ７０ｄ１と、スペーサ７０ｄ２と、複数枚の鋼製薄板であるディスク７０ｄ３とからなる。スペーサ７０ｄ２は２枚のハブ７０ｄ１の間に配置され、複数枚のディスク７０ｄ３はハブ７０ｄ１とスペーサ７０ｄ２との間に配置されている。一方のハブ７０ｄ１は内ロール２の端面にネジ結合され、他方のハブ７０ｄ１は外セル軸１１にネジ結合されている。ディスク７０ｄ３には円周方向に等間隔で貫通穴が形成されており、そのうちの一部の貫通穴はハブ７０ｄ１とのネジ結合に用いられ、他の貫通穴はスペーサ７０ｄ２とのネジ結合に用いられる。フランジ型軸継手７０は、ハブ７０ｄ１とスペーサ７０ｄ２とが複数枚の板ばねであるディスク７０ｄ３を介して連結されていることで内ロール２に対して外セル１を偏心させることができる。また、２枚のハブ７０ｄ１は、スペーサ７０ｄ２、ディスク７０ｄ３、これらを互いに結合するネジにより一体化されているため、外セル１と内ロール２のトルク伝達を可能としている。
【００９０】
一方、撓み軸７ａは偏心量ｅを増大させつつ、平行リンクとしての機能を残すため、第１の実施形態の撓み軸に比べ、撓み軸を長くする、または細くしている。
（第３の実施形態）
本実施形態の成形ロールは、偏心カムを用いており、軸継手が第２の実施形態で説明したフランジ型軸継手のみで構成されており、さらに外セル軸と外セルはゴムリングで固定された構造となっている。以下に本実施形態の成形ロールについて説明するが、上述した各実施形態と同様の構成については、詳細な説明は省略するとともに、同じ構成要素については上述した各実施形態で用いた符号と同じ符号を用いて説明するものとする。
【００９１】
図１０に本実施形態の成形ロールの一部断面図を示す。
【００９２】
図１０に示すように、本実施形態の成形ロール２０は、外セル偏心機構として偏心軸３１を有する。また、本実施形態の成形ロール２０は、軸継手７がフランジ型軸継手７０のみで構成されている。
【００９３】
偏心軸３１は、二つの中空カムを組み合わせた二重偏心軸構造であり、インナー軸３２とアウター軸３３とからなる。
【００９４】
第１のカムであるインナー軸３２は偏心した中空カム軸構造であり、内ロール２の軸６に２つの軸受６０で支持され、さらに軸受箱３９に回り止め５１で固定されている。２つの軸受６０は軸６の軸方向に互いに離れて配置されている。
【００９５】
インナー軸３２には複数の切欠が形成されており、位置決めのボルト位置を替えることで回り止め位置を変更できる。また、インナー軸３２は偏心量調整用のウオーム歯車７４を有する。
【００９６】
第２のカムであるアウター軸３３は外面が偏心した中空カム軸構造であり、インナー軸３２にブシュ７５で支持され、さらに外面は２つの軸受６５で外セル軸１１を回転自在に支持している。２つの軸受６５は外セル軸１１の軸方向に離れた位置を支持するように配置されている。アウター軸３３はウオームホイル７３を有し、このウオームホイル７３はインナー軸３２のウオーム歯車７４と噛み合っており、ウオームホイル７３を回転させることで偏心量を調整する。インナー軸３２のウオーム歯車７４とアウター軸３３のウオームホイル７３は安全カバーにより覆われている。
【００９７】
偏心軸３１は上述したようにインナー軸３２が回り止め５１によって固定されているため、回転しない。また、この偏心軸３１を構成するインナー軸３２は軸６の軸方向に互いに離れて配置された２つの軸受６０によって軸６に支持されている。また、外セル軸１１はこのような偏心軸３１のアウター軸３３の２つの軸受６５により支持されている。２つの軸受６０は互いに離間して配置されているので軸６と外セル軸１１とを軸平行な関係に維持することができる。よって、本実施形態では、第２の実施形態と異なり、平行リンクとして機能する撓み軸７ａがなくともフランジ型軸継手７０のみで外セル軸１１を軸６に対して軸平行とすることができる。
【００９８】
すなわち、互いに離間して配置された２つの軸受６０が外セル１と内ロール２とを軸平行に回転させる平行保持部材としての機能を有する。なお、フランジ型軸継手７０は、内ロール２の駆動力を外セル軸１１に伝達する駆動力伝達部材と、外セル１と内ロール２との軸方向の位置決めをする軸方向位置決め部材としての機能を有する。
【００９９】
本実施形態では、軸６に設けられた２つの軸受６０は、インナー軸３２を保持することで間接的に外セル軸１１を平行に保持しているが、偏心軸３１を有しない構成とする場合、軸受６０が外セル軸１１を直接保持するものであってもよい。また、本実施形態は、撓み軸７ａを有しない構成例について説明したが、必要に応じて撓み軸７ａを有する構成としてもよい。
【０１００】
次に、図１１を用いて本実施形態の成形ロールにおける偏心量の調整方法について説明する。
【０１０１】
アウター軸３３のウオームホイル７３を回転させることでインナー軸３２とアウター軸３３とを互いに回転させることで偏心量の調整が行われる。アウター軸３３及びインナー軸３２は外周に不図示の位置目盛を有しており、偏心位置と量がわかるようになっている。
【０１０２】
図１１は、偏心量の変化をモデル化したモデル図である。
【０１０３】
図中、偏心量Ｅ０は軸６とアウター軸３３との外周中心のずれであり、偏心量Ｅ１はインナー軸３２の偏心量、偏心量Ｅ２はアウター軸３３の偏心量である。
【０１０４】
アウター軸３３とインナー軸３２の偏心方向を同じ向きにしたとき（Ｅ０＝Ｅ１＋Ｅ２）のときに偏心Ｅ０は最大となる（図１１（ａ））。これとは逆にアウター軸３３とインナー軸３２の偏心方向を反対向きにしたとき（Ｅ０＝Ｅ１−Ｅ２）のときに偏心Ｅ０は最小となる（図１１（ｂ））。
【０１０５】
インナー軸３２の回転位置を一定方向に固定したまま、アウター軸３３の回転位置のみを変えると偏心量のみ調整することができる。アウター軸３３の回転位置のみならずインナー軸３２の回転位置も変えると、偏心方向と偏心量の双方を調整することができる。インナー軸３２及びアウター軸３３の各位置目盛によって偏心の方向と量が判るようになっている。
【０１０６】
本発明の成形ロールは、外セル１と外セル軸１１の支持は固定結合であるが、外セル１の内径と内ロール２の外径との差がわずかであること、また上述した温調液１６のクサビ効果によって外セル１と内ロール２とは連続的にスリップして運転できる。すなわち、本実施形態の成形ロール２０も上述した各実施形態と同様に、薄肉金属外筒の外セル１を内ロール２と共に直接回転駆動させることができる。
【０１０７】
本発明の成形ロールで用いられている各軸受は全て温調液１６から隔離され、乾燥した場所にあるとともに、スラスト荷重も発生しないので小型のものが適用可能である。
【０１０８】
なお、シール５が万一破損し、温調液１６がリークしたときには、温調液１６が軸受６０、６５を通じて、または別途穴空けした穴（不図示）より外部に流出させ、検知することができるような構造としてもよい。
（他の実施形態）
本実施形態は上述した構成のほか、以下の構成としてもよい。
【０１０９】
第３の実施形態では、偏心軸３１をインナー軸３２とアウター軸３３とによる二重偏心軸構造とすることで偏心量を変更可能とした。しかし、偏心量を変更しないのであれば、二重の偏心軸構造とする必要はない。この場合、偏心軸３１を一体的な構造とし、外セル１と内ロール２とが軽く接触する状態の構成としてもよい。構造がシンプルになり安価になる。
【０１１０】
また、第１及び第２の実施形態では外セル偏心装置４６を軸６に設置した例を示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、外セル偏心装置４６を内ロール２の軸受箱３９のロール側に固定設置してもよい。この場合、軸受箱３９に偏心反力のモーメント荷重がかかるので成形ロール２０の軸受１４は複列軸受または単列軸受を２個配置して曲げ荷重に耐える構造とするのが好ましい。
【０１１１】
また、本実施形態の成形ロールは、第１の実施形態で説明したように外セル１と外セル軸１１との連結は滑り軸構造でも、通常の軸受でもよいし、Ｏリングなどのゴムリングによる固定支持方法でもよい。また外セル１を金属リングで挟み込むことで外セル軸１１と一体構造としたものでもよい。
【０１１２】
クラウン調整の機能は外セル１の厚さが増すと外セル１への荷重がロール中央まで影響を及ぼし、また内ロール２のゴム３の被覆厚さが大きく、硬度が低いとその弾性が小さくなり、クラウン調整機能が増す。従って、外セル１の厚さが１〜２ｍｍ程度でクラウン調整の機能が増す成形ロールが得られる。
以上説明した本発明の成形ロールにより得られる効果は以下のとおりである。
１．スラスト荷重の発生を抑制できる
シール５が内ロール２の両側に対称に取り付けられているので、偏心機構へ熱媒液のスラスト荷重がかからない。
【０１１３】
また、撓み軸７ａは、内ロール２及び外セル１の軸方向に向けて内ロール２と外セル１とを機械的に連結させている。このため、内ロール２と外セル１とは互いに軸方向には固定されているので、内ロール２と外セル１との間でのスラスト荷重が発生しない。
２．内ロールと外セルとを軸平行状態で偏心させ得る
軸継手７を、複数本の撓み軸７ａからなる平行リンクとすることで内ロール２と外セル１とを軸平行状態で偏心させることができる。
３．外セルを駆動する成形ロールである
本発明の成形ロールは、外セル軸１１と内ロール２が軸継手７で連結されている。このため、外セル軸１１と内ロール２とは互いに偏心可能であるが同じ回転速度で回転することとなる。また、外セル１は、軸受（滑り軸受）、あるいはＯリングなどによって外セル軸１１に固定支持されているため、外セル１と外セル軸１１とは同速度で回転駆動されることとなる。すなわち、本発明の成形ロール２０は、内ロール２を回転駆動することで外セル１が同じ速度で回転する、換言すれば、成形ロール全体としては同じ速度で回転するものである。この点で、無負荷の状態では外セルは静止しており、負荷が加わった状態ではじめて外セルが回転する方式とは、基本的に構造が異なる。
４．高速運転が可能な成形ロールである
本発明の成形ロールは外セルを駆動する方式であるので高速化しても外セルに遅れが発生せず、または遅れが発生しにくい。このため、本発明の成形ロールは無負荷の状態では外セルは静止しており、負荷が加わった状態ではじめて外セルが回転する方式よりも高速運転ができる。
５．伝達可能な回転トルクの許容範囲の増大
本発明の成形ロールは、内ロール２と外セル１とが変形量の小さい撓み軸７ａで機械的に連結されている。また、駆動力伝達部材のフランジ型軸継手も設置できる。このため、内ロール２と外セル１との間に滑りを生じることがないとともに、金属薄板で形成された蛇腹部材やゴム等の弾性部材に比べて大きなトルクを伝達することができる。
６．成形ロールとして、成形材料への冷却、加熱能力がある
本発明の成形ロールは、外セルと内ロールとの隙間、および偏心量ｅが数ミリ程度で小さいが熱媒液を必要量流せるので成形ロールとして冷却、加熱能力を有する。なお、本発明の成形ロールはシートの非巻き付きロール（タッチロール）に適用されるのでシート冷却熱は小さくても差し支えない。
７．部品の耐久性が高い
温調液のシールリップ部の速度は従来より桁違いに小さいため、摩耗が少なく、シール耐久性も高い。また軸受類は温調液にさらされることが無く、温調液から離れ、乾燥した場所に配置されている。また、軸受類はスラスト荷重を受けないので小型化できる。
８．線圧を変更してもほぼ均一な線圧を得ることができる
本発明の成形ロールはゴムによるバックアップがあるので、線圧を０．５倍〜２倍に変化させてもシート幅（ロール幅）方向にほぼ均一な線圧が得られる。
９．軽荷重ロール及び中荷重ロールを得ることができる
薄肉外セルを有する本発明の成形ロールは、主に線圧１００Ｎ／ｃｍ程度の軽荷重ロールであるが、外セルの厚みを厚くし、各部材の強度を高めることで、３００Ｎ／ｃｍ程度の線圧の中荷重ロールにも適用可能である。
１０．クラウン調整が可能である
クラウン調整機能があるロールを得る。但し、薄肉外筒ロールではロール外筒が変形するほどの荷重が掛けられず、ロール端の荷重・線圧を調整する程度の機能であるが、中荷重ロールではクラウン調整できるロールを得る。
１１．運転休止時における内ロールのゴムの変形及び外セルの変形を防ぐことができる
成形ロールの運転時には、外セルの内面と内ロールのゴム表面が接触して運転する場合（クラウン調整時やゴムクラウンが付いている場合など）がある。運転終了後、外セルの内面と内ロールのゴム表面とを接触させたまま、長時間運転を放置しておくとゴム面に永久歪が生じるおそれがある。本発明の成形ロールは偏心量を調整できるので運転休止時は偏心を戻し、外セルの内面と内ロールのゴム表面とを非接触の状態にして変形を防ぐことができる。
１２．薄肉金属外セルの取り付けが容易である
外セルの厚みが薄い場合、外セルの両端に剛体フランジを溶接によって結合することは困難である。このため、薄肉金属製の外セルは剛体フランジにゴムなどによって簡易に自由結合で支持することとなる。本発明ロールでは、外セル軸の軸芯が内ロールの軸の軸芯に対して平行に移動するので、外セルを簡易な自由結合で支持することができる。
１３．成形シートの表裏面のドロー調整ができるのでシート断面方向のせん断応力を減少または調整できる
成形ロール２１と本発明の成形ロール２０との速度差を個々に調整できるのでシート表裏の速度を調整できるので薄膜シートの走行方向のせん断応力を調整でき、シートの偏光、応力などの変化に敏感な光学用途シートを成形できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の成形ロールを適用した一例であるフィルム成形機の構成図である。
【図２】図１に示す本発明の成形ロールのＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】本発明の成形ロールにおける外セル軸、軸継手、及び外セル偏心装置の構成を説明するための一部拡大図である。
【図４】本発明の成形ロールの負荷時と無負荷時におけるロール動作を説明する成形ロールの軸方向断面図である。
【図５】成形ロール２０と軸受箱の関係を説明するための断面図である。
【図６】撓み軸の偏心動作を示す断面図である。
【図７】本発明のクラウン調整時の変形モデルである。
【図８】温調液のクサビ潤滑効果を示す潤滑液圧力分布のモデル図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の成形ロールの、撓み軸及びフランジ型軸継手からなる軸継手部分の断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態の成形ロールの、インナー軸及びアウター軸からなる外セル偏心軸部分の断面図である。
【図１１】外セル偏心軸の偏心量及び偏心方向を説明するための図である。
【図１２】本発明の成形ロールの一例であり、外セル偏心装置を、内ロールの軸を軸支する軸受箱に設けた構成例を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１    外セル
２    内ロール
３    ゴム
４    溝
５、５ａ、５ｂ    シール
５ｂ    端面シール
６    ロール軸
６    軸
７    軸継手
７ａ    撓み軸
７ａ1    第１の軸部
７ａ2    第２の軸部
１１、１１ａ    外セル軸
１２    ストッパ
１３    パイプ
１４    軸受
１５    穴
１６    温調液
１７    滑り軸受
１９    隙間
２０、２１、２２    成形ロール
２４    Ｔダイ
２５    シート
２６    加圧装置
２７    モータ
２８    ロータリジョイント
３０    位置ゲージ
３１    偏心軸
３２    インナー軸
３３    アウター軸
３６、６０、６５    軸受
３７    軸受箱
３９    軸受箱
４２    ボルト
４３    ナット
４６    外セル偏心装置
４７    ストッパ
６３    サポート
７０ｄ２    スペーサ
７０ｄ３    ディスク
７０ｄ１    ハブ
７０    フランジ型軸継手
７３    ウオームホイル
７４    ウオーム歯車
７５    ブシュ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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