JP2019098340A - ロール成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】事前調整時における加工ロールの相対回転位相のずれに起因する成形刃の耐久性能の低下を抑えることのできるロール成形装置を提供する。【解決手段】この装置では、電動モータ１８による第１加工ロール１３の回転駆動とギア１６，１７の噛み合いとを通じて一対の加工ロール１３，１４を回転させた状態で、加工ロール１３，１４の間にワークを通過させて同ワークを加工成形する。事前調整では、間隙を広くした状態の加工ロール１３，１４の間にワークを通した後に、間隙を狭くするように第２加工ロール１４を移動させつつ各加工ロール１３，１４を回転させる。加工ロール１３，１４のそれぞれに一体に設けられた案内板３４を有する。第１加工ロール１３の案内板３４の回転力によって第２加工ロール１４の案内板３４を回転させる態様で、それら案内板３４の側面同士が回転軸方向において対向して摺動している。【選択図】図１

Description

本発明は、ロール成形装置に関するものである。

個体高分子型の燃料電池は、その内部に、燃料ガス（例えば水素ガス）の流路を形成するためのセパレータや酸化剤ガス（例えば空気）の流路を形成するためのセパレータが設けられている。これらセパレータは、高い導電性や剛性が必要になるため、金属（例えばチタン）製の板材を用いて形成される。そして、セパレータは表面に凹凸を有している。

従来、こうしたセパレータの成形に用いるロール成形装置が提案されている（例えば特許文献１）。図７にロール成形装置の一例を示す。同図７に示すように、ロール成形装置は、間隔を置いて回転可能に配置された一対の加工ロール１００，１１０を有している。それら加工ロール１００，１１０は、外周面の一部が全周に渡って成形刃になっており、外周面同士が対向するように配設されている。またロール成形装置は、一方の加工ロール１００に連結されて同加工ロール１００を回転駆動するための電動モータ１２０を有している。さらに、一方の加工ロール１００には主動ギア１３０が一体に設けられるとともに他方の加工ロール１１０には従動ギア１４０が一体に設けられており、それら主動ギア１３０および従動ギア１４０は噛み合っている。

上記ロール成形装置によるセパレータの成形に際しては、電動モータ１２０の作動を通じて加工ロール１００が回転駆動されるとともに、主動ギア１３０と従動ギア１４０との噛み合いを通じて加工ロール１１０が回転するようになる。その状態で、図８に示すように、板材からなるワークＷを加工ロール１００，１１０の間に通すことにより、それら加工ロール１００，１１０の成形刃の表面の凹凸パターンがワークＷに転写される。

特開２０１６−７６３７号公報

上記ロール成形装置では、セパレータの成形開始前における同装置の事前調整を、以下のように行うことが考えられる。
先ず、一方の加工ロール１００と他方の加工ロール１１０とを離間させた状態で、それら加工ロール１００，１１０間にワークＷを通す。その後、一方の加工ロール１１０を他方の加工ロール１００に近づけるように圧力をかけながら移動させるとともに、電動モータ１２０を作動させて各加工ロール１００，１１０を回転させる。これにより、加工ロール１００，１１０間にワークＷを挟んだ状態で、加工ロール１００，１１０の成形刃にかかる負荷が急激に大きくなることを抑えながら、加工ロール１００，１１０を互いに近づけて正規の間隔になるまで移動させることが可能になる。

ただし、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、こうしたロール成形装置の事前調整に際しては、各加工ロール１００，１１０を離間させた分（図９中にＧ０で示す分）だけ主動ギア１３０と従動ギア１４０との噛み合いが浅くなってしまうため、加工ロール１００，１１０を回転させた場合においてそれら加工ロール１００，１１０の回転位相にずれが生じ易くなる。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、加工ロール１００，１１０の回転位相にずれが生じると、成形刃１００Ａ，１１０Ａ表面の各部の相対回転位相（例えば、一方の成形刃１００Ａの凸部と他方の成形刃１１０Ａの凹部との相対回転位相）がずれてしまう。そのため、成形刃１００Ａ，１１０Ａの表面間の間隙が狭い部分（図１０（ｂ）中の間隙Ｇ１）と同間隙が広い部分（図１０（ｂ）中の間隙Ｇ２）とができてしまう。この場合には、成形刃１００Ａ，１１０Ａ同士の表面間の間隙が狭い部分において、それら成形刃１００Ａ，１１０Ａの表面にかかる負荷が不要に大きくなってしまうため、これによる成形刃１００Ａ，１１０Ａの耐久性能の低下を招くおそれがある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、事前調整時における加工ロールの相対回転位相のずれに起因する成形刃の耐久性能の低下を抑えることのできるロール成形装置を提供することにある。

上記課題を解決するためのロール成形装置は、外周面同士が対向するように配置されて前記外周面の一部が成形刃をなす一対の加工ロールと、前記一対の加工ロールのうちの一方の加工ロールに一体の主動ギアと、前記一対の加工ロールのうちの他方の加工ロールに一体で前記主動ギアに噛合する従動ギアと、前記一方の加工ロールに連結されて同加工ロールを回転駆動する駆動源と、を有し、前記駆動源による前記一方の加工ロールの回転駆動と前記主動ギアおよび前記従動ギアの噛み合いとを通じて前記一対の加工ロールを回転させた状態で、前記一対の加工ロールの間にワークを通過させて同ワークを加工成形するものであり、前記加工成形に先立つ事前調整が、間隙を広くした状態の前記一対の加工ロールの間に前記ワークを通した後に、前記間隙を狭くするように前記一対の加工ロールの少なくとも一方を移動させつつ前記一対の加工ロールを回転させるといったように行われるロール成形装置であって、前記加工ロールの周囲全周に渡る環状で突出するように、前記一対の加工ロールのそれぞれに一体に設けられた案内板を有しており、前記一方の加工ロールの前記案内板の回転力によって前記他方の加工ロールの前記案内板を回転させる態様で、それら前記案内板の側面同士が前記一対の加工ロールの回転軸の延びる方向において対向して摺動している。

上記構成では、基本的には、一対の加工ロールのうちの一方（第１加工ロール）に一体の主動ギアと他方（第２加工ロール）に一体の従動ギアとの噛み合いを通じて、駆動源によって回転駆動される第１加工ロールの回転力が第２加工ロールに伝達されて、それら加工ロールが回転するようになる。

第１加工ロールから第２加工ロールへの回転力の伝達をギアの噛み合いのみによって行う比較例のロール成形装置では、事前調整に際して、主動ギアと従動ギアとの噛み合いが浅い状態になってギアの間隙が大きくなると、主動ギア（第１加工ロール）の回転位相に対して従動ギア（第２加工ロール）の回転位相が遅れる方向にずれ易くなってしまう。

この点、上記構成では、第１加工ロールから第２加工ロールへの回転力の伝達が、主動ギアと従動ギアとの噛み合いによって行われることに加えて、第１加工ロールに一体の案内板と第２加工ロールに一体の案内板との摺動（連動）によっても行われる。そのため、ロール成形装置の事前調整に際して第１加工ロールに一体の主動ギアと第２加工ロールに一体の従動ギアとの噛み合いが浅い状態になったときには、各案内板を第１加工ロールの回転力を第２加工ロールに伝達するための部材として利用することができる。これにより、案内板が設けられないロール成形装置と比較して、第１加工ロール（主動ギア）の回転位相に対して第２加工ロール（主動ギア）の回転位相が遅れるようにずれることを抑えることができる。したがって、事前調整時における加工ロールの相対回転位相のずれに起因する成形刃の耐久性能の低下を抑えることができる。

上記ロール成形装置において、前記案内板は、前記一対の加工ロールのそれぞれに、前記回転軸の延びる方向において間隔を置いて並ぶように二つずつ設けられており、前記一対の加工ロールは、それら前記加工ロールの一方に一体の二つの前記案内板を他方に一体の二つの前記案内板によって挟み込む態様で配設されていることが好ましい。

上記構成において、高い精度でのワークの成形を実現するためには、回転軸が延びる方向における第１加工ロールの成形刃と第２加工ロールの成形刃との相対位置を精度良く定めなければならないが、この相対位置を定める作業は煩雑になりやすい。上記構成によれば、一方の加工ロールに設けられた二つの案内板を他方の加工ロールに設けられた二つの案内板の間に挟み込むように両加工ロールを配設するといった簡素な作業で、上記相対位置を精度良く定めることができる。

上記ロール成形装置において、前記一方の加工ロールに一体の前記案内板と前記他方の加工ロールに一体の前記案内板との対向面の一部が、それら前記案内板の突端に向かうに連れて前記対向面の間の間隙が広くなるテーパ形状をなすことが好ましい。

上記構成によれば、一方の加工ロールに設けられた二つの案内板を他方の加工ロールに設けられた二つの案内板の間に挟み込むように両加工ロールを配設する作業を、案内板におけるテーパ形状の部分によって案内しつつ円滑に行うことができる。

上記ロール成形装置において、前記加工ロールは、回転シャフトと同回転シャフトに外嵌されて外周面が前記成形刃をなすロール刃と前記案内板とを有してなり、前記回転シャフトと前記ロール刃と前記案内板との組み立ておよび分解が可能な構造であることが好ましい。

上記構成によれば、各加工ロールのロール刃を取り替えることにより、表面の凹凸パターンの異なる成形品やサイズの異なる成形品を同一の装置によって成形することができる。しかも、そうした加工ロールを装置に取り付ける際には、案内板を利用して、各加工ロールの回転軸が延びる方向における相対位置を調整する作業を容易に行うことができる。

上記ロール成形装置において、前記一方の加工ロールの前記成形刃の外径と前記他方の加工ロールの前記成形刃の外径とが同一であり、前記一方の加工ロールの前記案内板と前記他方の加工ロールの前記案内板とが摺動する部分の移動軌跡が、それら前記案内板において同一の形状であることが好ましい。

上記構成において、事前調整時における一対の加工ロールの相対回転位相のずれを抑えるためには、一対の加工ロールの回転速度が同一になればよい。上記構成によれば、摺動する部分の移動軌跡が同一の案内板が各加工ロールに設けられて、それら案内板が摺動（連動）するようになるため、一対の加工ロールの回転速度を同一にすることが可能になる。したがって、事前調整時における各加工ロールの相対回転位相のずれを単純な構造で抑えることができる。

本発明のロール成形装置によれば、事前調整時における加工ロールの相対回転位相のずれに起因する成形刃の耐久性能の低下を抑えることができる。

一実施形態のロール成形装置の正面図。 加工ロールおよび補助ロールの配置態様を示す略図。 各加工ロールの分解図。 （ａ）は事前調整開始時における主動ギアと従動ギアとの位置関係を示す略図であり、（ｂ）はワークの成形時における主動ギアと従動ギアとの位置関係を示す略図であり、（ｃ）は各案内板の位置関係の一例を示す略図。 事前調整時における各ロール刃の対向部分の拡大断面図。 案内板の接触部分の拡大断面図。 従来のロール成形装置の正面図。 ワークの成形態様の説明図。 従来のロール成形装置の（ａ）は事前調整開始時における主動ギアと従動ギアとの位置関係を示す略図であり、（ｂ）は事前調整中における主動ギアと従動ギアとの位置関係を示す略図。 従来のロール成形装置の（ａ）は事前調整開始時における各成形刃の対向部分の拡大断面図であり、（ｂ）は事前調整中における各成形刃の対向部分の拡大断面図。

以下、ロール成形装置の一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は、基台１１と、この基台１１に立設された一対の支持柱１２とを有している。それら支持柱１２は、垂直方向（図１の上下方向）に延びて、水平方向（図１の左右方向）に間隔を置いて配置されている。

一対の支持柱１２の間には、第１加工ロール１３と第２加工ロール１４とが架設されている。これら加工ロール１３，１４はそれぞれ、上下方向に間隔を置いて平行に延びるように、支持柱１２に軸受を介して回転可能に支持されている。各加工ロール１３，１４は、水平方向に延びて、外周面同士が対向するように配置されている。各加工ロール１３，１４の外周面の一部（詳しくは、回転軸が延びる方向［以下、回転軸方向］における中央部分）は成形刃１５になっている。

第１加工ロール１３の基端には主動ギア１６が一体に設けられ、第２加工ロール１４の基端には従動ギア１７が一体に設けられて、それら主動ギア１６および従動ギア１７は噛合されている。また第１加工ロール１３の基端には駆動源としての電動モータ１８の出力軸が連結されている。本実施形態では、電動モータ１８の作動による第１加工ロール１３の回転駆動と主動ギア１６および従動ギア１７の噛み合いとを通じて、第１加工ロール１３および第２加工ロール１４を同一速度で反対方向に回転させることが可能になっている。

また、一対の支持柱１２の間には、第１補助ロール１９と第２補助ロール２０とが設けられている。これら補助ロール１９，２０は、各加工ロール１３，１４を間に挟む位置で、それら加工ロール１３，１４と間隔を置いて並ぶように配設されている。各補助ロール１９，２０はそれぞれ、断面略円形状で水平方向に延びるとともに、支持柱１２に対して回転可能に、且つ上下方向に移動可能に支持されている。

図２に示すように、第１補助ロール１９は各加工ロール１３，１４よりも下方に配置されており、第２補助ロール２０は各加工ロール１３，１４よりも上方に配置されている。また、第１加工ロール１３の回転軸Ｃ３と第２加工ロール１４の回転軸Ｃ２とを繋ぐ直線Ｌ上に、第１補助ロール１９の回転軸Ｃ４と第２補助ロール２０の回転軸Ｃ１とがそれぞれ配置されるように、各補助ロール１９，２０は配設されている。

図１に示すように、ロール成形装置１０は、第１補助ロール１９を上方に押圧するためのアクチュエータである第１シリンダ１９Ａと、第２補助ロール２０を下方に押圧するためのアクチュエータである第２シリンダ２０Ａとを有している。ロール成形装置１０では、第１シリンダ１９Ａを作動させることにより、第１補助ロール１９の外面によって第１加工ロール１３を上方に向けて所定圧力で押圧することが可能になっており、第２シリンダ２０Ａを作動させることにより、第２補助ロール２０の外面によって第２加工ロール１４を下方に向けて所定圧力で押圧することが可能になっている。

各支持柱１２は、基台１１に固定されて上下方向に延びる固定柱１２Ａと、同固定柱１２Ａの上部に上下方向に移動可能に設けられた移動部１２Ｂとを有している。本実施形態では、第１加工ロール１３および第１補助ロール１９が各支持柱１２の固定柱１２Ａの間に設けられており、第２加工ロール１４および第２補助ロール２０が各支持柱１２の移動部１２Ｂの間に設けられている。そして本実施形態では、移動部１２Ｂに連結されたアクチュエータ（図示略）の作動制御を通じて同移動部１２Ｂ（第２加工ロール１４および第２補助ロール２０）の上下方向の位置を変更可能になっている。具体的には、移動部１２Ｂを、ロール成形装置１０による成形に適した成形位置に移動させたり、ロール成形装置１０の事前調整に適した事前調整位置（具体的には、成形位置よりも上方側の位置）に移動させたりすることが可能になっている。

本実施形態のロール成形装置１０は、燃料電池のセパレータの成形に用いられる。
ロール成形装置１０によるセパレータの成形は、移動部１２Ｂを成形位置にするとともに各加工ロール１３，１４が回転する状態にした上で、金属（例えばチタン）製の板材からなるワークを第１加工ロール１３の成形刃１５と第２加工ロール１４の成形刃１５との間に通過させて同ワークを加工成形するといったように行われる。このとき各加工ロール１３，１４の成形刃１５の表面の凹凸パターンがワークに転写される。

また、ロール成形装置１０によるセパレータの成形に先立つ事前調整は次のように行われる。先ず、移動部１２Ｂ（第２加工ロール１４）の移動位置が上記事前調整位置にされて各加工ロール１３，１４（各成形刃１５）の間隙が広くされる。その状態で、各加工ロール１３，１４の間にワークを通すとともに、各加工ロール１３，１４を回転させながら移動部１２Ｂ（第２加工ロール１４）を成形位置まで徐々に移動させる。

以下、第１加工ロール１３および第２加工ロール１４の具体構造について説明する。
なお、第１加工ロール１３の構成部品と第２加工ロール１４の構成部品とは基本構造が同一であるため、以下ではそれら構成部品に同一の符号を付して説明する。

図１および図３に示すように、各加工ロール１３，１４は回転シャフト３１を有している。この回転シャフト３１は、断面円形状で延びる丸棒部３１Ａと、同丸棒部３１Ａよりも外径が大きい形状（大径）のリブ３１Ｂとが一体に形成されている。

各加工ロール１３，１４は、外周面に前記成形刃１５が形成された筒状のロール刃３２を有している。このロール刃３２は、外周面に凹凸（成形刃）が形成された円板状の薄板（例えば、厚さ０．１ｍｍ程度）が１枚ずつ厚み調整された状態で複数枚（例えば１０００枚）積層されてなる。なお本実施形態では、第１加工ロール１３のロール刃３２の外径と第２加工ロール１４のロール刃３２の外径とが同一になっている。また本実施形態では、各加工ロール１３，１４のうちの一方のロール刃３２の表面凹部と他方のロール刃３２の表面凸部とが所定間隔を置いて対向するように、各ロール刃３２の表面形状が定められるとともに、それらロール刃３２が配置されている。

各加工ロール１３，１４は、その周囲全周に渡る環状で突出するように各加工ロール１３，１４のそれぞれに一体に設けられた二つの支持板３３を有している。各支持板３３は、ロール刃３２よりも大径の円板状に形成されており、回転軸方向（図３の左右方向）においてロール刃３２を間に挟む位置で回転シャフト３１に固定されている。そして、ロール成形装置１０（図１）では、第１加工ロール１３の各支持板３３の外周面と第１補助ロール１９の外周面とが当接するとともに、第２加工ロール１４の各支持板３３の外周面と第２補助ロール２０の外周面とが当接している。なお本実施形態では、第１加工ロール１３の各支持板３３と第２加工ロール１４の各支持板３３とが互いに接触しないように回転軸方向に間隔を置いて配置されている。

なお本実施形態では、使用に伴う摩耗などに起因して各補助ロール１９，２０や支持板３３の交換が必要になる場合がある。その場合、補助ロール１９，２０を交換するよりも、支持板３３を交換するほうが、コスト面で有利である。そのため、補助ロール１９，２０はさほど摩耗せずに、支持板３３のほうが摩耗するようになることが望ましい。このことをふまえて本実施形態では、各支持板３３が耐摩耗性の低い材料（例えば炭素鋼［Ｓ４５Ｃ］）によって形成されている。また本実施形態では、支持板３３の外周面が補助ロール１９，２０の外周面によって押圧されるため、同支持板３３の剛性が高いことが望ましい。そのため、各支持板３３は、回転軸方向における厚さ（例えば２０ｍｍ）が比較的厚い形状に形成されている。

各加工ロール１３，１４は、その周囲全周に渡る環状で突出するように各加工ロール１３，１４のそれぞれに一体に設けられた二つの案内板３４を有している。各案内板３４は、ロール刃３２よりも大径、且つ支持板３３よりも外径の小さい形状（小径）の円板状に形成されており、回転軸方向においてロール刃３２および二つの支持板３３を間に挟む位置で回転シャフト３１に固定されている。これら案内板３４は、その外周面が各補助ロール１９，２０の外周面と接触しておらず、各支持板３３に接触しないように同支持板３３と回転軸方向において間隔を置いた位置に設けられている。

また各案内板３４は、第１加工ロール１３の二つの案内板３４が第２加工ロール１４の二つの案内板３４を挟み込んだ状態になるように、各加工ロール１３，１４に設けられている。これにより、第１加工ロール１３の案内板３４の側面と第２加工ロール１４の案内板３４の側面とが回転軸方向において互いに押し付けられて接触した状態になっている。そのため本実施形態では、電動モータ１８（図１）の作動によって第１加工ロール１３が回転駆動されたときに、第１加工ロール１３の案内板３４の回転力によって第２加工ロール１４の案内板３４を回転（連動）させる態様で、各加工ロール１３，１４の案内板３４の側面同士が回転軸方向において対向して摺動している。

なお本実施形態では、各加工ロール１３，１４の案内板３４として同一形状（円板状）のものが設けられている。そのため、各加工ロール１３，１４の回転に際してそれらの案内板３４の側面同士が摺動するときには、第１加工ロール１３の案内板３４における摺動部分の移動軌跡（図４（ｃ）にＴ１で示す）と第２加工ロール１４の案内板３４における摺動部分の移動軌跡（図４（ｃ）にＴ２で示す）とが同一の形状（円環状）になる。

なお本実施形態では、各案内板３４が、互いの摺動を通じて回転力を伝達する機能と、互いの接触を通じて回転軸方向における各加工ロール１３，１４の相対位置を定める機能とを有する。これら機能を長期にわたって維持するためには、各案内板３４は摩耗し難いものであることが好ましい。この点をふまえて本実施形態では、各案内板３４が、支持板３３の形成材料と比較して耐摩耗性の高い材料（例えば合金工具鋼［ＳＫＤ］）によって形成されている。また本実施形態では、各案内板３４の側面同士が回転軸方向において対向して摺動する構造であるため、各案内板３４に要求される厚さは、外周面が補助ロール１９，２０によって押圧される構造の各支持板３３に求められる厚さよりも薄いと云える。そのため本実施形態では、各案内板３４が、回転軸方向における厚さ（例えば１０ｍｍ）が支持板３３の厚さと比較的して薄い形状に形成されている。

各加工ロール１３，１４は複数のカラー３５（図３）を有している。これらカラー３５は、中心に貫通孔を有する円板状または円筒状に形成されており、同貫通孔に回転シャフト３１が挿入された状態で同回転シャフト３１に設けられている。各カラー３５は、回転シャフト３１に対するロール刃３２や支持板３３、案内板３４の回転軸方向（図３の左右方向）における位置を調節する機能を有している。各カラー３５の形状（具体的には、回転軸方向の厚さ）は、回転シャフト３１に対するロール刃３２や支持板３３、案内板３４の固定位置が上述した位置になるように各別に定められている。

また各加工ロール１３，１４はナット３６を有している。このナット３６は、回転シャフト３１のリブ３１Ｂとの間に上記ロール刃３２、二つの支持板３３、二つの案内板３４および複数のカラー３５を挟むように配置されて、回転シャフト３１外面の雄ねじ（図示略）に螺合されている。ロール成形装置１０は、上記ナット３６の着脱を通じて、各加工ロール１３，１４の組み立てや分解が可能な構造になっている。

各加工ロール１３，１４を組み立てる際には、先ず、ロール刃３２、二つの支持板３３、二つの案内板３４、および複数のカラー３５が回転シャフト３１の丸棒部３１Ａに挿入される。そして、その状態で、ナット３６が回転シャフト３１に取り付けられる。これにより、ロール刃３２、二つの支持板３３、二つの案内板３４および複数のカラー３５がリブ３１Ｂおよびナット３６の間に挟持された状態になって、回転シャフト３１に固定された状態（図１に示す状態）になる。

一方、各加工ロール１３，１４を分解する際には、ナット３６が緩められてロール刃３２、二つの支持板３３、二つの案内板３４、および複数のカラー３５とともに回転シャフト３１から取り外される。これにより、ロール刃３２、二つの支持板３３、二つの案内板３４、および複数のカラー３５が回転シャフト３１の丸棒部３１Ａから取り外された状態（図３に示す状態）になる。

以下、ロール成形装置１０による作用効果について説明する。
図４（ａ）にロール成形装置１０の事前調整開始時における主動ギア１６と従動ギア１７との位置関係を概略的に示し、図４（ｂ）にロール成形装置１０によるセパレータの成形時における主動ギア１６と従動ギア１７との位置関係を概略的に示し、図４（ｃ）に各案内板３４の位置関係の一例を示す。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、ロール成形装置１０では、基本的には、第１加工ロール１３に一体の主動ギア１６と第２加工ロール１４に一体の従動ギア１７との噛み合いを通じて、電動モータ１８（図１参照）によって回転駆動される第１加工ロール１３の回転力が第２加工ロール１４に伝達される。そして、これにより各加工ロール１３，１４が回転するようになる。

ここで、仮に第１加工ロール１３から第２加工ロール１４への回転力の伝達を主動ギア１６と従動ギア１７との噛み合いのみによって行うようにすると、次のような不都合が生じる。すなわち、ロール成形装置の事前調整に際して、主動ギア１６と従動ギア１７との噛み合いが浅い状態になったときに、それらギア１６，１７の間隙が大きくなって、主動ギア１６（第１加工ロール１３）の回転位相に対して従動ギア１７（第２加工ロール１４）の回転位相が遅れる方向にずれ易くなってしまう。そして、各加工ロール１３，１４（詳しくは、その成形刃１５）の回転位相がずれると、ワークの成形加工に際して成形刃１５に不要に大きな負荷がかかってしまうため、同成形刃１５の耐久性能の低下を招いてしまう。

この点、本実施形態のロール成形装置１０では、第１加工ロール１３から第２加工ロール１４への回転力の伝達が、主動ギア１６と従動ギア１７との噛み合いによって行われることに加えて、図４（ｃ）に示すように、第１加工ロール１３の案内板３４と第２加工ロール１４の案内板３４との摺動による各案内板３４の連動によっても行われる。そのため、ロール成形装置１０の事前調整に際して第１加工ロール１３の主動ギア１６と第２加工ロール１４の従動ギア１７との噛み合いが浅い状態（図４（ａ）に示す状態）になったときには、各案内板３４を第１加工ロール１３の回転力を第２加工ロール１４に伝達するための部材として利用することができる。

これにより、図４（ａ）に一例を示すようにロール成形装置１０の事前調整の実行過程においては主動ギア１６の歯面と従動ギア１７の歯面とが離れてしまうとはいえ、それらギア１６，１７の噛み合いによることなく、各案内板３４（図４（ｃ））の摺動を通じて各加工ロール１３，１４を回転（連動）させることができるようになる。そのため、第１加工ロール１３（主動ギア１６）の回転位相に対して第２加工ロール１４（従動ギア１７）の回転位相が遅れるようにずれることが抑えられるようになる。

したがって、図５に示すように、各加工ロール１３，１４のロール刃３２（詳しくは、成形刃１５）表面の各部の相対回転位相（例えば、一方の成形刃１５の表面凹部と他方の成形刃１５の表面凸部との相対回転位相）のずれが抑えられるようになる。これにより、成形刃１５の表面間の間隙（図中にＧＰで示す）が狭い部分、すなわち成形刃１５の表面にかかる負荷が不要に大きくなる部分が形成され難くなるため、成形刃１５の耐久性能の低下を抑えることができる。

このように本実施形態によれば、ロール成形装置１０の事前調整時における加工ロール１３，１４の相対回転位相のずれに起因する成形刃１５の耐久性能の低下を抑えることができる。

本実施形態では、第１加工ロール１３のロール刃３２の外径と第２加工ロール１４のロール刃３２の外径とが同一になっている。そのため、ロール成形装置１０の事前調整時における各加工ロール１３，１４の相対回転位相のずれを抑えるためには、それら加工ロール１３，１４の回転速度が同一になればよい。

この点、本実施形態によれば、各加工ロール１３，１４の案内板３４の側面同士が摺動するときには、第１加工ロール１３の案内板３４における摺動部分の移動軌跡（図４（ｃ）にＴ１で示す）と第２加工ロール１４の案内板３４における摺動部分の移動軌跡（図４（ｃ）にＴ２で示す）とが同一の形状（円環状）になる。これにより、同一形状（詳しくは、摺動する部分の移動軌跡が同一）の案内板３４を摺動させて連動させることができるため、単純な構造を採用して容易に、各加工ロール１３，１４の回転速度を略同一にすることが可能になる。そして、これによりロール成形装置１０の事前調整時における各加工ロール１３，１４の相対回転位相のずれが抑えられるようになる。

またロール成形装置１０では、高い精度でのワークの成形を実現するために、回転軸方向における第１加工ロール１３のロール刃３２と第２加工ロール１４のロール刃３２との相対位置（詳しくは、各加工ロール１３，１４のうちの一方のロール刃３２の表面凹部と他方のロール刃３２の表面凸部との相対位置）を精度良く定めなければならない。そして、その実現のためには、例えば以下の（作業Ａ）、（作業Ｂ）、（作業Ｃ）および（作業Ｄ）を各別に行うことが考えられるが、こうした一連の作業は煩雑である。

（作業Ａ）第１加工ロール１３におけるロール刃３２の固定位置を調整する。
（作業Ｂ）第２加工ロール１４におけるロール刃３２の固定位置を調整する。
（作業Ｃ）一対の支持柱１２の固定柱１２Ａに対する第１加工ロール１３の取り付け位置を調整する。

（作業Ｄ）一対の支持柱１２の移動部１２Ｂに対する第２加工ロール１４の取り付け位置を調整する。
この点、本実施形態のロール成形装置１０では、各加工ロール１３，１４が、第１加工ロール１３に設けられた二つの案内板３４によって第２加工ロール１４に設けられた二つの案内板３４を挟み込む態様で配設されている。そのため、次のような作業を通じて、第１加工ロール１３のロール刃３２と第２加工ロール１４のロール刃３２との相対位置が精度良く定められるようになる。先ず、各加工ロール１３，１４の組み立てに際してロール刃３２と案内板３４との相対位置を調整する。そして、これら加工ロール１３，１４の一対の支持柱１２への取り付けに際しては第２加工ロール１４の二つの案内板３４を第１加工ロール１３の二つの案内板３４の間に挟み込む。

このようにロール成形装置１０によれば、第２加工ロール１４の一対の案内板３４を第１加工ロール１３の一対の案内板３４の間に挟み込むように両加工ロール１３，１４を配設するといった簡素な作業で、（作業Ａ）〜（作業Ｄ）を行わずとも、各加工ロール１３，１４のロール刃３２の回転軸方向における相対位置を精度良く定めることができる。

また、そうした両加工ロール１３，１４の配設に際して、案内板３４の表面に不要に大きな力が作用するようなことがあると、案内板３４の表面が変形してしまう。そして、この場合には加工ロール１３，１４の回転軸Ｃ２，Ｃ３（図２参照）が正規の位置からずれるなどして、ワーク表面の凹凸の形成精度が低下するおそれがある。

この点、本実施形態のロール成形装置１０では、図６に示すように、第１加工ロール１３の案内板３４と第２加工ロール１４の案内板３４との対向面１３Ａ，１４Ａが、案内板３４の突端（外縁）に向かうに連れて対向面１３Ａ，１４Ａ間の距離が遠くなるテーパ形状をなしている。詳しくは、各案内板３４の対向面１３Ａ，１４Ａにおける案内板３４同士が摺動する部分（摺動部３４Ａ）は平面になっており、同摺動部３４Ａよりも外縁側の部分（ガイド部３４Ｂ）はテーパ面になっている。

そのため、図６中に黒塗りの矢印で示すように第２加工ロール１４の一対の案内板３４を第１加工ロール１３の一対の案内板３４の間に挟み込ませる際には、互いのガイド部３４Ｂ同士が当接することによって、両加工ロール１３，１４の案内板３４が回転軸方向における正規の位置に案内されるようになる。これにより、案内板３４の表面に大きな力が作用することを抑えつつ、各加工ロール１３，１４の一対の支持柱１２への取り付けを行うことができる。

このように本実施形態によれば、第２加工ロール１４の一対の案内板３４を第１加工ロール１３の一対の案内板３４の間に挟み込むようにして両加工ロール１３，１４を一対の支持柱１２に取り付ける作業を、案内板３４におけるテーパ形状の部分（ガイド部３４Ｂ）によって案内しつつ円滑に行うことができる。

さらに、ロール成形装置１０では、ワークの成形に際して各加工ロール１３，１４にかかる荷重が大きくなると、それら加工ロール１３，１４同士が離間する方向に各加工ロール１３，１４が撓んでしまうことによって、ワーク表面の凹凸の形成精度が低下するおそれがある。

本実施形態では、一対の補助ロール１９，２０および支持板３３によって各加工ロール１３，１４を支持することによって、それら加工ロール１３，１４が撓むことが抑えられている。詳しくは、図１および図２に示すように、第１加工ロール１３における二つの支持板３３が配設された位置、すなわちロール刃３２を間に挟む位置（図１中にＦ３，Ｆ４で示す位置）が、第１シリンダ１９Ａの作動を通じて、第１補助ロール１９によって上方に加圧されている。また、第２加工ロール１４における二つの支持板３３が配設された位置、すなわちロール刃３２を間に挟む位置（図１中にＦ１，Ｆ２で示す位置）が、第２シリンダ２０Ａの作動を通じて、第２補助ロール２０によって下方に加圧されている。これにより、各加工ロール１３，１４（詳しくは、位置Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４）が、一対の加工ロール１３，１４の並び方向（図１の上下方向）における外方から各補助ロール１９，２０によって挟み込むようにして支持されている。

そのため、ワークの成形に際して各加工ロール１３，１４に荷重がかかったときに、それら加工ロール１３，１４（詳しくは、その成形刃１５）同士が離間する方向に各加工ロール１３，１４が撓むことが抑えられる。これにより、加工ロール１３，１４間のクリアランスの変化が抑えられるようになるため、高い精度でワークを成形することができるようになる。

なお、各加工ロール１３，１４の撓みを抑えるために、補助ロール１９，２０によってロール刃３２（成形刃１５）の表面を支持する構造を採用することも考えられる。こうした装置では、精密な成形刃１５の突端が補助ロール１９，２０によって押圧されることになるため、成形刃１５の変形（劣化）を招き易くなって、各加工ロール１３，１４の耐久性能の低下を招くおそれがある。本実施形態のロール成形装置１０は、ロール刃３２と一体の支持板３３が補助ロール１９，２０によって支持される構造であるため、加工ロール１３，１４（詳しくは、ロール刃３２）の耐久性能の低下を招くことなく、各加工ロール１３，１４の撓みを抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）各加工ロール１３，１４の周囲全周に渡る環状で突出するように、各加工ロール１３，１４のそれぞれに一体に設けられた案内板３４を有している。そして、第１加工ロール１３の案内板３４の回転力によって第２加工ロール１４の案内板３４を回転させる態様で、それら案内板３４の側面が回転軸方向において対向して摺動している。そのため、ロール成形装置１０の事前調整時における加工ロール１３，１４の相対回転位相のずれに起因する成形刃１５の耐久性能の低下を抑えることができる。

（２）第１加工ロール１３の二つの案内板３４が第２加工ロール１４の二つの案内板３４を挟み込んだ状態になるように、それら案内板３４が各加工ロール１３，１４に設けられている。そのため、第２加工ロール１４の一対の案内板３４を第１加工ロール１３の一対の案内板３４の間に挟み込むように両加工ロール１３，１４を配設するといった簡素な作業で、各加工ロール１３，１４のロール刃３２の回転軸方向における相対位置を精度良く定めることができる。

（３）第１加工ロール１３の案内板３４と第２加工ロール１４の案内板３４との対向面１３Ａ，１４Ａが、案内板３４の突端に向かうに連れて対向面１３Ａ，１４Ａ間の距離が遠くなるテーパ形状をなしている。そのため、第２加工ロール１４の一対の案内板３４を第１加工ロール１３の一対の案内板３４の間に挟み込むようにして両加工ロール１３，１４を一対の支持柱１２に取り付ける作業を、案内板３４におけるテーパ形状の部分（ガイド部３４Ｂ）によって案内しつつ円滑に行うことができる。

（４）各加工ロール１３，１４を、回転シャフト３１とロール刃３２と支持板３３と案内板３４とカラー３５との組み立ておよび分解が可能な構造にした。これにより、各加工ロール１３，１４のロール刃３２を取り替えることにより、表面の凹凸パターンの異なるセパレータやサイズの異なるセパレータを同一の装置によって成形することができるようになる。また、各加工ロール１３，１４の構成部材が劣化した場合に、その劣化した構成部材のみを交換することができる。さらに、そうした加工ロール１３，１４を装置に取り付ける際には、各加工ロール１３，１４のロール刃３２の回転軸方向における相対位置を調整する作業を、各加工ロール１３，１４に二つずつ設けられた案内板３４を利用して容易に行うことができる。

（５）第１加工ロール１３のロール刃３２の外径と第２加工ロール１４のロール刃３２の外径とが同一になっている。また各加工ロール１３，１４の案内板３４の側面同士が摺動するときの、第１加工ロール１３の案内板３４における摺動部分の移動軌跡と第２加工ロール１４の案内板３４における摺動部分の移動軌跡とが同一の形状になっている。そのため、各加工ロール１３，１４の回転速度を単純な構造で略同一にすることが可能になる。

＜変形例＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第１加工ロール１３の案内板３４と第２加工ロール１４の案内板３４との回転軸方向における位置関係は任意に変更可能である。例えば各案内板３４を、第２加工ロール１４に設けられた二つの案内板３４によって第１加工ロール１３に設けられた二つの案内板３４を挟み込んだ状態になるように各加工ロール１３，１４に設けることができる。その他、第１加工ロール１３の案内板３４と第２加工ロール１４の案内板３４とを回転軸方向において互い違いになるように配置すること等も可能である。

・各加工ロール１３，１４に案内板３４を一つずつ設けるようにしてもよい。この場合には、第１加工ロール１３の案内板３４の側面と第２加工ロール１４の案内板３４の側面とを回転軸方向において突き当てるように各加工ロール１３，１４を取り付ける作業を通じて、各加工ロール１３，１４のロール刃３２の相対位置を定めることが可能になる。

・各加工ロール１３，１４の案内板３４の対向面１３Ａ，１４Ａにおける摺動部３４Ａよりも外縁側の部分（ガイド部）を、その外縁側に配置された平面形状の平面部と摺動部３４Ａ側に配置されたテーパ形状のテーパ部とによって構成してもよい。

・各案内板３４の形状は、円板状に限らず、任意の形状に変更可能である。この場合、各加工ロール１３，１４の案内板３４の側面同士が摺動するときの、第１加工ロール１３の案内板３４における摺動部分の移動軌跡と第２加工ロール１４の案内板３４における摺動部分の移動軌跡とが同一の形状であることが好ましい。

・各加工ロール１３，１４の案内板３４の対向面１３Ａ，１４Ａの全体を平面形状にしてもよい。
・各加工ロール１３，１４として、組み立てや分解が不能なもの、すなわち回転シャフト３１とロール刃３２と支持板３３と案内板３４とが一体に形成されたものを採用することができる。

・各加工ロール１３，１４の回転軸Ｃ２，Ｃ３を繋ぐ直線Ｌ（図１参照）からずれた位置に各補助ロール１９，２０の回転軸Ｃ１，Ｃ４が配置されるように、各補助ロール１９，２０を配設してもよい。補助ロール１９，２０の配設位置は、ワークの成形に際して、加工ロール１３，１４が撓む方向に合わせて定めればよい。

・第１補助ロール１９、第２補助ロール２０、および支持板３３を省略してもよい。
・各加工ロール１３，１４の案内板３４の側面同士が摺動するときの、第１加工ロール１３の案内板３４における摺動部分の移動軌跡と第２加工ロール１４の案内板３４における摺動部分の移動軌跡とを異なる形状にしてもよい。要は、各加工ロール１３，１４（各ロール刃３２）の回転速度が同一になるように、各案内板３４の摺動部分の移動軌跡を定めればよい。

・上記実施形態のロール成形装置は、第１加工ロール１３のロール刃３２の外径と第２加工ロール１４のロール刃３２の外径とが異なるロール成形装置にも、適用することができる。こうした装置では、各加工ロール１３，１４のロール刃３２表面の回転方向への移動速度が同一になるように、各案内板３４の形状や各案内板３４の摺動部分の移動軌跡を定めればよい。

１０…ロール成形装置、１１…基台、１２…支持柱、１２Ａ…固定柱、１２Ｂ…移動部、１３…第１加工ロール、１４…第２加工ロール、１５…成形刃、１６…主動ギア、１７…従動ギア、１８…電動モータ、１９…第１補助ロール、１９Ａ…第１シリンダ、２０…第２補助ロール、２０Ａ…第２シリンダ、３１…回転シャフト、３１Ａ…丸棒部、３１Ｂ…リブ、３２…ロール刃、３３…支持板、３４…案内板、３４Ａ…摺動部、３４Ｂ…ガイド部、３５…カラー、３６…ナット。

Claims (5)

1. 外周面同士が対向するように配置されて前記外周面の一部が成形刃をなす一対の加工ロールと、前記一対の加工ロールのうちの一方の加工ロールに一体の主動ギアと、前記一対の加工ロールのうちの他方の加工ロールに一体で前記主動ギアに噛合する従動ギアと、前記一方の加工ロールに連結されて同加工ロールを回転駆動する駆動源と、を有し、
   前記駆動源による前記一方の加工ロールの回転駆動と前記主動ギアおよび前記従動ギアの噛み合いとを通じて前記一対の加工ロールを回転させた状態で、前記一対の加工ロールの間にワークを通過させて同ワークを加工成形するものであり、
   前記加工成形に先立つ事前調整が、間隙を広くした状態の前記一対の加工ロールの間に前記ワークを通した後に、前記間隙を狭くするように前記一対の加工ロールの少なくとも一方を移動させつつ前記一対の加工ロールを回転させるといったように行われるロール成形装置であって、
   前記加工ロールの周囲全周に渡る環状で突出するように、前記一対の加工ロールのそれぞれに一体に設けられた案内板を有しており、
   前記一方の加工ロールの前記案内板の回転力によって前記他方の加工ロールの前記案内板を回転させる態様で、それら前記案内板の側面同士が前記一対の加工ロールの回転軸の延びる方向において対向して摺動している、ロール成形装置。
2. 前記案内板は、前記一対の加工ロールのそれぞれに、前記回転軸の延びる方向において間隔を置いて並ぶように二つずつ設けられており、
   前記一対の加工ロールは、それら前記加工ロールの一方に一体の二つの前記案内板を他方に一体の二つの前記案内板によって挟み込む態様で配設されている
   請求項１に記載のロール成形装置。
3. 前記一方の加工ロールに一体の前記案内板と前記他方の加工ロールに一体の前記案内板との対向面の一部が、それら前記案内板の突端に向かうに連れて前記対向面の間の間隙が広くなるテーパ形状をなす
   請求項２に記載のロール成形装置。
4. 前記加工ロールは、回転シャフトと同回転シャフトに外嵌されて外周面が前記成形刃をなすロール刃と前記案内板とを有してなり、前記回転シャフトと前記ロール刃と前記案内板との組み立ておよび分解が可能な構造である
   請求項２または３に記載のロール成形装置。
5. 前記一方の加工ロールの前記成形刃の外径と前記他方の加工ロールの前記成形刃の外径とが同一であり、
   前記一方の加工ロールの前記案内板と前記他方の加工ロールの前記案内板とが摺動する部分の移動軌跡が、それら前記案内板において同一の形状である
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のロール成形装置。