JP2004142182A - Roll device and twin-molding roll device - Google Patents
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Abstract
Description
【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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a roll device and a forming roll pair device, and more particularly to a roll device and a forming roll pair device for forming a plastic sheet for optical use.
[0002]
[Prior art]
Like the lenticular plate used in rear projector screens, the optical plastic sheet is formed with an uneven pattern on both the front and back sides. An extruded sheet is passed between opposing rolls using a forming roll pair device provided with two rolls facing each other in parallel, and embossing is performed (for example, Patent Document 1).
[0003]
In the case of forming a concavo-convex pattern on both the front and back surfaces of a sheet, it is necessary to perform phase matching of the concavo-convex pattern on the front and back surfaces. This phase adjustment (axial phase adjustment) is performed by moving the other roll in the axial direction with reference to one roll of the forming roll pair device.
[0004]
In a conventional forming roll pair device, a roll rotation driving unit is provided coaxially with a roll shaft as a basic mechanism for forming a transparent sheet, and a bearing box of a roll shaft is used as an axial phase adjustment (axial position adjustment) mechanism. Is provided so as to be movable in the roll axis direction, and a mechanism for displacing the base plate in the roll axis direction by a double-sided taper block or the like is provided (for example, Patent Document 2).
[0005]
Further, in the conventional forming roll pair device, one of two opposing rolls is used as an absolute reference roll, and a bearing box supporting the same is fixed to a frame. For opening and closing, it can also be moved in the direction (radial direction) in which it comes into contact with and separates from the opposing roll, and the other rolls are concentrated on the functions of axial phase adjustment and roll gap opening and closing. (For example, Patent Document 2).
[0006]
The two rolls facing each other have one fixed and the other opened and closed in parallel with the fixed roll to adjust the gap between the rolls and form a plastic sheet.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-59-96920 [Patent Document 2]
JP-A-10-34748 [0008]
[Problems to be solved by the invention]
When adjusting the phase of the roll in the axial direction, the thrust (axial force) for the adjustment is a value based on 30 KN, depending on the sheet forming conditions. On the other hand, in the conventional axial phase adjustment mechanism, there is a deviation (offset) in the roll radial direction of the base plate with respect to the roll axis. For this reason, a bending moment is generated in the roll supporting portion by the thrust for performing the phase adjustment, and a twisting phenomenon occurs in each element of the axial phase adjustment mechanism. This twisting phenomenon causes the phase adjustment operation to stick out. Fine, high-accuracy positioning accuracy cannot be obtained, and reproducibility is poor.
[0009]
The required precision of the forming shape of optical plastic sheets such as lenticular plates is continually becoming more and more precise.以下 or less is required, and it is becoming difficult for conventional machines to satisfy the requirement.
[0010]
Also, in the conventional machine, the roll position and roll rotation are used as the reference rolls of the system with the fixed-side roll as the absolute reference.The reference roll has only a mechanism for driving the roll rotation, and the other roll is in the axial phase. Since both functions of adjustment and roll gap opening and closing are intensively loaded, the structure is complicated and the rigidity of the mechanism is restricted.
[0011]
As a result, an elastic deformation commensurate with the rigidity occurs with respect to the stress generated during the phase adjustment. This elastic deformation is a complicated behavioral displacement due to the complicated mechanism, and fluctuates depending on the operation state. Actually, since the elastic deformation due to insufficient rigidity and the twisting phenomenon caused by the offset occur in combination, it is difficult to specify the fluctuation factor, and it is difficult to perform a high-precision forming that satisfies user needs.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and a roll device capable of performing a high-precision forming by avoiding generation of a twisting phenomenon due to offset and elastic deformation due to insufficient rigidity. And a forming roll pair device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a roll device according to the present invention includes a roll supported rotatably around its own central axis and movably in an axial direction, and a displacement displaced in the same direction as the axial direction of the roll. There is provided a member, wherein the displacement member applies axial force to a center axis position of the roll, and has axial position adjusting means for moving the roll in the axial direction, and rotation driving means for rotating and driving the roll.
[0014]
According to the roll device of the present invention, the displacement member of the axial position adjusting means is displaced in the same direction as the roll axis direction, and the displacement member applies an axial force to the center axis position of the roll. This allows the roll to move axially, without offset, and to adjust the axial phase of the roll without any bending moment due to the offset.
[0015]
The roll of the roll device according to the present invention is a roll for forming and shaping a pattern on the outer peripheral surface, and can adjust the axial phase of the roll in the forming and forming with high accuracy.
[0016]
As a detailed structure, the roll device according to the present invention has a detailed structure in which the axial position adjusting means is a screw rod member rotationally driven by a motor, and is screw-engaged with the screw rod to be stopped from rotating. And a nut member that is displaced in the same direction as the axial direction of the feed screw device, and the nut member constitutes the displacement member.
[0017]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the roll apparatus by this invention, an axial force can be exactly given to the center axis of a roll by a feed screw device.
[0018]
Further, in the roll device according to the present invention, the displacement member is connected to the roll by a rotary sliding coupling for transmitting an axial force, so that the rotation of the roll is not transmitted to the axial position adjusting means including the feed screw device and the like. I have. This rotary sliding coupling can be configured by a combination of a radial rolling bearing and a thrust rolling bearing.Eliminating the existence of a sliding mechanism in each component and eliminating the stick problem by using a high-rigidity rolling mechanism for all components. To eliminate.
[0019]
Further, the roll device according to the present invention, as a detailed structure, a gear in which the rotation driving means is connected to a roll shaft on the roll side from the rotary slide coupling in a torque transmitting relationship by a slide key, a spline, or the like; And a motor that rotationally drives the gears. Thereby, the rotation drive means and the axial position adjustment means can be gathered on one shaft end side (drive side) of the roll, and operability and maintainability are improved.
[0020]
In order to achieve the above-mentioned object, a forming roll pair device according to the present invention includes two rolls provided to face each other in parallel, and forms a sheet through a sheet between the rolls. The roll is constituted by the roll of the roll device having the axial position adjusting means according to the above-described invention, and the other roll can be radially separated from and connected to the one roll.
[0021]
According to the forming roll pair apparatus of the present invention, the two rolls share the functions of adjusting the phase in the axial direction and opening and closing the gap between the rolls, thereby simplifying the mechanism and increasing the configuration.
[0022]
The roll of the forming roll pair device according to the present invention is a roll for forming and shaping a pattern on the outer peripheral surface, and can perform forming and shaping of an optical plastic sheet or the like with high accuracy.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 show one embodiment of a roll device and a forming roll pair device according to the present invention.
[0024]
[0025]
[0026]
The
[0027]
The shaft end of the
[0028]
The
[0029]
The rotation force of the roll rotation drive
[0030]
The shaft end of the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The ball screw
[0034]
When the
[0035]
Here, the arrangement position of each element can be summarized as follows: the
[0036]
Therefore, the axial force is applied to the center axis position of the
[0037]
The bearing
[0038]
The shaft end of the
[0039]
As a result, the
[0040]
【The invention's effect】
As understood from the above description, according to the roll device and the forming roll pair device of the present invention, by eliminating the offset of the axial phase adjustment mechanism, the occurrence of the twisting phenomenon caused by the offset can be avoided. Since the two rolls share the functions of adjusting the phase in the axial direction and opening and closing the gap between the rolls, it is possible to avoid elastic deformation due to insufficient rigidity and to perform high-precision forming.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of a roll device and a forming roll pair device according to the present invention.
FIG. 2 is a front view of a roll on an axial phase adjustment side of one embodiment of a roll device and a forming roll pair device according to the present invention.
FIG. 3 is a skeleton diagram of a roll drive system and a phase adjustment system on an axial phase adjustment side of one embodiment of a roll device and a forming roll pair device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
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。A roll supported rotatably and axially movably about its own central axis,
An axial position adjusting means comprising a displacement member that displaces in the same direction as the axial direction of the roll, wherein the displacement member applies an axial force to a center axis position of the roll, and moves the roll in the axial direction.
Rotation driving means for driving the roll to rotate,
Roll device having a.
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。In a forming roll pair device including two rolls provided to face each other in parallel and forming a sheet between the rolls,
A forming roll pair device, wherein one roll is constituted by a roll of the roll device according to any one of claims 1 to 6, and the other roll can be separated from and connected to the one roll in the radial direction.
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