JP2002219516A - 金属製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潜在的あるいは顕在的な曲がりが生じている
金属板を用いながら、曲がりが生じない金属製品の製造
法を提供する。 【解決手段】 アンコイラ５１から送り出された帯状の
金属板１を長手方向に走行させ、その金属板１の内側の
側縁の近辺に沿って、加圧装置１０の幅が狭い加圧ロー
ラで線状に加圧し、それにより顕在している湾曲、ある
いは潜在している湾曲を矯正し、ついで金属板１をレベ
ラー４１に通して全体の波打ちを矯正し、プレス５２に
よって切断およびプレス加工を施し、さらにプレスブレ
ーキ５３により、長手方向の折り曲げ線に沿って断面Ｌ
字状に折り曲げる、金属製品の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属製品の製造法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に圧延薄鋼板をスリッティングし
たりシャーリングして所定の幅に切断した帯状の金属板
を、レベラーに通し、孔あけ加工や切断などのプレス加
工を施し、その後にプレスブレーキなどでＬ字状に折り
曲げると、図９ａのように横方向（幅方向）に曲がった
製品（曲げ板）１０１が得られることがある。なお符号
Ｗは同一の製品１０１を互いに向き合わせたときの隙間
であり、反りないし曲がりの２倍の寸法となる。そのよ
うな曲がりないし湾曲が許容寸法を超えると、不良品と
なり、歩留まりが低下する。この曲がりの原因はいくつ
か考えられるが、図９ｂのように元のコイル材１０２を
所定の幅のコイル材１０３にするスリッティングの時に
生じた曲がりが、レベラーによる矯正や、折り曲げ後に
そのまま現れることが原因のひとつとして考えられる。
また、元の板の厚さが不均一であったり、内部歪みを有
していたりする場合に、その金属板をレベラーに通すこ
とにより、あるいは折り曲げ加工することにより、曲が
りとして顕在化することも原因として考えられる。

【０００３】たとえばコイル材１０２を製造する冷間圧
延などのとき、加圧ローラの中央部では比較的厚さが均
一である。しかし図９ｃに示すように、コイル材１０２
の側縁部近辺では、側縁１０４に近づくにしたがってわ
ずかに薄くなる傾向がある。このようなコイル材１０２
は内部歪みを有しており、スリッティングによりその内
部歪みが顕在化し、横方向に曲がることが考えられる。
またスリッティングしたコイル材１０３のうち側辺近辺
のものは、厚さＴが不均一となり、プレス成形の前にレ
ベラーで波打ちを矯正するときに、内部応力の変化など
の影響で、わずかに横方向に曲がるとも考えられる。

【０００４】従来、上記の曲げ板の曲がりを防止するに
は、できるだけ厚さが均一な圧延鋼板を購入するか、あ
るいはスリッティングした板を購入する場合は、できる
だけ曲がりのないものを購入するなど、購入時の寸法管
理を厳しくすることで対応している。自社で切断する場
合は、切断幅の寸法管理を厳しくし、板の横方向の曲が
りを拘束しながら切断する場合もある。また、製品が曲
がった場合は、ローラーベンダーで曲げたり、プレスな
どで矯正することも考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記購入品の寸法管理
を厳しくすることや、自社での切断時の寸法管理を厳し
くすることは、コストアップにつながる。また、曲がり
が生じた製品を矯正することは量産する場合は実際には
困難であり、できたとしてもコストがかかりすぎる。本
発明は曲がりが生じている板の顕在あるいは潜在してい
る曲がりをあらかじめ矯正し、それにより曲がりが生じ
ない金属製品の製造法を提供することを技術課題とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の金属製品の製造
方法は、帯状の金属板を長手方向に走行させ、湾曲して
いる内側の側縁の近辺に沿って幅が狭い加圧ローラで線
状に加圧し、その加圧した金属板を、その長手方向の折
り曲げ線に沿って断面Ｌ字状に折り曲げることを特徴と
している。その場合、前記加圧する工程の後、金属板を
レベラーに通して全体の波打ちを矯正する工程を行って
もよい。

【０００７】本発明の金属製品の製造法の第２の態様
は、コイル材をアンコイラから送り出し、レベラーで波
打ちを矯正し、ついでプレスに供給し、所定の長さに切
断しながらプレス加工する金属製品の製造法であって、
コイル材をレベラーに送る直前に、コイル材の側縁に沿
って幅の狭い加圧ローラで線状に加圧することを特徴と
している。その場合、前記プレス加工で得られた金属製
品を、その長手方向の折り曲げ線に沿って断面Ｌ字状に
折り曲げてもよい。

【０００８】

【作用】本発明の金属製品の製造法においては、その材
料である帯状の金属板があらかじめ湾曲している場合
は、その湾曲している側の側縁の近辺に沿って線状に加
圧する。そのとき、その加圧した部分がいくらか伸ばさ
れる。すなわち目ではほとんど見えない程度の浅い溝を
形成するので、その部位が長手方向に伸ばされる。その
ため帯状の金属板は、湾曲している外側の側縁方向に、
いわば同一平面内で強制的に曲げられる。それにより最
初の曲がりが緩和され、適切な加圧条件ではほとんど曲
がりがなくなる。なお浅い溝の形状は目では見えない
が、通常はローラの幅と同一の圧痕が線状に残る。ま
た、通常は内部応力も惹起される。このように本発明の
製造法では、単に不良な部分を矯正するというよりも、
正常な部分にあえて不良部分を生じさせ、最終的に全体
の曲がりをなくす点に特徴がある。

【０００９】金属板があらかじめ湾曲しておらず、レベ
ラーに通すことによって湾曲が顕在化する場合は、その
湾曲の内側になる側の側縁に沿って線状に加圧する。そ
れにより前述のように加圧した側が伸ばされ、湾曲する
ことになる。この場合、レベラーで矯正するときに逆方
向に湾曲するので、結果としてほとんど湾曲がない板材
が得られる。本発明の製造法は、このようにあえて湾曲
させることにより潜在的な湾曲を矯正する場合を含むも
のである。

【００１０】本発明の金属製品の製造法の第１の態様で
は、曲げ加工の前にあらかじめ上記の矯正法によって帯
状の金属板の顕在する、あるいは潜在する横方向の曲が
りが矯正されている。そのため、長手方向の折り曲げ
線、たとえば幅方向の中心線に沿って折り曲げる場合で
も、曲がりの少ない製品が得られる。なお内部応力が残
っている場合でも、折り曲げ加工により押さえ込まれる
ので、長期間経過しても内部応力による歪みが現れたり
することは少ない。

【００１１】上記の矯正方法では、立体的な反りは矯正
することができないが、さらに帯状の金属板をレベラー
に通すことにより、立体的な反りが矯正され、平坦度が
向上する。また、帯状の金属板がコイル材の場合は、レ
ベラーを通すことにより、巻き癖や、波打ちなどの変形
が矯正される。なおこのとき、内部応力や内部歪みが惹
起されることがある。また、前述のように、もともと曲
がりが少ないコイル材をレベラーに通すことにより曲が
りが顕在化する場合は、上記の加圧ローラによる線状の
圧延であえて逆方向に曲がりを惹起しておくことによ
り、潜在的な曲がりをあらかじめ矯正することができ
る。なお、通常はレベラーによる矯正後も上記のローラ
の幅の圧痕はなくならない。曲げ加工により曲がりが生
ずる場合にも、それに相当する曲がりをあらかじめ与え
ておくことにより、曲げ加工後の製品の曲がりを除くこ
とができる。

【００１２】本発明の金属製品の製造法の第２の態様に
おいては、プレス加工の前にあらかじめ上記の矯正法に
よって帯状の金属板の横方向の曲がりが矯正されてい
る。またレベラーによりコイル材の巻き癖や波打ちなど
の立体的な変形も矯正されている。そのため、その後に
プレス加工した場合、ほとんど曲がりがない製品が得ら
れる。さらにその後にプレスブレーキなどで曲げ加工を
行っても、曲がりの少ない製品を得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】つぎに図面を参照しながら本発明
の好ましい実施の形態を説明する。図１は本発明の製造
法における矯正工程の一実施形態を示す概略斜視図、図
２ａおよび図２ｂはそれぞれ図１の矯正工程の効果を説
明するための金属板の平面図、図３は本発明の製造法で
用いる矯正装置の一実施形態を示す要部斜視図、図４ａ
および図４ｂはそれぞれ図３の矯正装置の一部断面平面
図および一部断面正面図、図５は図４ｂのV-V 線断面
図、図６は本発明の製造法で用いる矯正装置の他の実施
形態を示す概略断面図、図７ａは本発明の製造法を実施
するための加工ラインの一実施形態を示す概略平面図、
図７ｂは図７ａのVII-VII 線拡大断面図、図８はその加
工ラインの各工程で得られる成形品をその順に示す成形
工程図である。

【００１４】図１は本発明の製造法の特徴部分である矯
正工程の基本的な態様を示している。この工程では、帯
状の金属板１をその長手方向（矢印Ｆ）に走行させ、一
方の側縁２の近辺に沿って、幅が狭い加圧ローラ３で線
状に加圧する（矢印Ｎ）。金属板１の下面側には、加圧
ローラ３と対をなす幅が広い加圧ローラ（ベースロー
ラ）４が配置され、両者で金属板１を挟圧することにな
る。この場合、押圧による変形は、１０００分の１ない
し１００分の１ミリメートルのオーダーで溝状に延びて
いる。しかし実際には肉眼では深さの変形は確認でき
ず、単に加圧ローラ３による圧痕５、すなわち表面が艶
消し状態になったように、反射光の変化としてしか見え
ない。なお幅が狭い上側の加圧ローラ３の幅は板厚や板
の硬度などによって異なるが、数ミリメートルから数十
ミリメートル程度、とくに５〜３０mm程度が通常用いら
れる。

【００１５】上記の変形により、金属板１の側縁２の近
辺は矢印Ｐ−Ｐ方向にわずかに引き伸ばされる。そのと
き、中心近辺においてはそれに抵抗する力（矢印Ｑ−
Ｑ）が働くので、長い金属板１の全体については、Ｒ方
向に円弧状に曲げられる。したがって元の金属板の状態
に応じて、加圧する位置、加圧強さなどを調節すれば、
適切な矯正加工を行うことができる。なおこの曲がりＲ
も実際にはほとんど肉眼では確認できないが、後述する
ように２枚の金属板を組み合わせることにより、容易に
検出することができる。

【００１６】たとえば図２ａの上側に示す金属板１は、
中央部が上向きになるように曲がっている。この曲がり
の程度は、たとえば所定の長さに切断した同じ金属板１
を並べ、最も大きい隙間Ｗを測定すること、あるいはそ
の隙間Ｗの寸法を金属板の長さで除すことなどで、数値
化することができる。曲がりの程度はたとえば２〜３ｍ
の長さの板で、隙間Ｗが１〜５mm程度である。このよう
な金属板１の場合、金属板１の上側の側縁２に近い部分
を加圧ローラ３で線状に加圧すると、加圧条件が適切で
あれば、図２ａの下側に示すようにほぼまっすぐな金属
板１が得られる。この図２ａの場合はもともと顕在化し
ている曲がりを矯正する実施形態である。

【００１７】他方、図２ｂの一番上に示す金属板１は、
外観ではまっすぐになっている。しかし厚さが幅方向で
不均一である、あるいは内部歪みが残っている、などの
原因で、レベラーに通すと曲がりが生ずるものである。
すなわちこの金属板１は潜在的な曲がりを有する。この
場合はあらかじめサンプルをレベラーに通してその潜在
的な曲がりの方向を確かめた後、それとは逆向きに曲げ
るように、製品用の金属板を加圧ローラであらかじめ押
圧しておく。すなわち図２ｂの場合は、もっとも下に示
すように、レベラーに通したときに、矢印Ｒ1 の向きに
曲がるので、図２ｂの中央に示すように、下側の側縁２
の近くに沿って加圧ローラを押圧する。それにより金属
板１は矢印Ｒ2 の向きに曲がるが、潜在的な曲がりが矯
正される。その後、レベラーに通すと、矢印Ｒ1 の向き
に曲がるので、両者が相殺され、最終的にまっすぐな金
属板１が得られる。

【００１８】つぎに図３〜図５を参照して、上記の矯正
工程を実施するための矯正装置の実施形態を説明する。
図３および図４に示す加圧装置１０は、左右に長いベー
ス１１と、その両端から立ち上がるサイドコラム１２、
１２と、それらのサイドコラム１２、１２の上端同士の
間に渡されるクラウン１３とからなるフレームを備えて
いる。クラウン１３には、長手方向に３本の長孔１４、
１５、１４が形成されている。中央の長孔１５の幅は他
の２本の長孔１４、１４より大きい。そしてそれらの長
孔１４、１５、１４を利用して、加圧ローラアッセンブ
リ１６が左右方向に位置調節自在に３本のボルト１７、
１８、１７により取り付けられる。さらにサイドコラム
１２には、径が大きく、長さが長いベースローラ４の両
端が回転自在に支持されている。

【００１９】加圧ローラアッセンブリ１６は、図３にお
よび図５に示すように、クラウン１３の下面に形成され
た段部ないし凹溝２１内を左右に摺動自在に嵌合される
コ字状のスライドブロック２２と、その中に上下に摺動
自在に嵌合されるローラサポート２３とを備えている。
ローラサポート２３は断面コ字状を呈し、その中に軸２
４によって加圧ローラ３を回転自在に支持している（図
４ｂ、図５参照）。

【００２０】さらに図５に示すように、スライドブロッ
ク２２の上面には、太いボルト１８と螺合する貫通ネジ
孔２７が形成され、スライドブロック２２を貫通した太
いボルト１８の先端の小突起２８はローラサポート２３
の上面と嵌合している。したがって太いボルト１８を螺
進させるとローラサポート２３を下降させることができ
る。逆に後退させることにより、上昇させることができ
る。このように太いボルト１８は押圧ネジとして機能す
る。なお、小突起２８の周囲には、組立時にローラサポ
ート２３がスライドブロック２２から抜け落ちないよう
にするための摩擦部材として、Ｏ−リングを嵌めてい
る。また太いボルト１８の上部には、緩み止めとしての
ナット３０が螺合されている。

【００２１】スライドブロック２２の上面の貫通ネジ穴
２７の前後には、２本の細いボルト１７、１７と螺合す
る、貫通しないネジ穴３１、３１が形成されている。２
本の細いボルト１７、１７はスライドブロック２２を左
右方向に位置調節した後、その位置にスライドブロック
２２を固定するための吊りボルトないし取付ネジであ
る。なお図４ａに示すように、ベースローラ４の端部に
は同軸状に支持軸３３、３３が設けられている。それら
の支持軸３３は、ローラベアリング３４を介して前述の
サイドコラム１２、１２に回転自在に支持されている。
また上記の実施形態では、加圧ローラアッセンブリ１６
が２セット取り付けられている。しかし１セットでもよ
く、また３セット以上であってもよい。

【００２２】上記のごとく構成される加圧装置１０は、
各加圧ローラアッセンブリ１６の太いボルト１８を上昇
させ、加圧力をなくした上で、図４ｂおよび図５に示す
ように、加圧ローラとベースローラ４の間に帯状の金属
板１を通す。そして細い２本のボルト１７、１７を緩め
て加圧ローラアッセンブリ１６をクラウンの長孔１４、
１５に沿って左右に移動させ、左右方向の位置を定め
る。このとき、２セットの加圧ローラアッセンブリ１
６、１６をほぼ同じ位置にセットし、両者で強力な矯正
作用を行わせることもでき、それぞれ幅方向における異
なる位置にセットすることもできる。

【００２３】ついで太いボルト１８を螺進させてローラ
サポート２３を下降させ、金属板１を加圧ローラ３とベ
ースローラ４の間に挟み込み、所定の加圧力を加える。
そして金属板１を走行させる。加圧ローラ３の位置や加
圧力は、通常は製品の曲がり状態、矯正状態を確認しな
がら試行錯誤で定める。たとえば加圧力の調節は、加圧
力調節用の太いボルトをトルクレンチで回転させ、螺進
させる。そしてそのときの締め付けトルクを読みとり、
記録しておく。そして金属板を走行させて曲がりの程
度、矯正の程度を確認する。そしてその結果に応じて再
びトルクレンチで太いボルト１８をさらに締め付け、あ
るいは一旦後退させた上で、ふたたび前記の締め付けト
ルクより弱いトルクで締め付ける。このようにして適切
なトルク、すなわち加圧力を検出する。

【００２４】つぎに図６を参照して、本発明の製造法に
用いる矯正装置の第２の実施形態を説明する。図６の一
体矯正装置４０は、従来公知のレベラー４１の入り口部
に前述の加圧装置１０を取り付けたものである。レベラ
ー４１は、材料をくわえ込むためのピンチローラ４２、
実際のレベリング作用を行う上ローラ群４３および下ロ
ーラ群４４を備えている。上ローラ群４３と下ローラ群
４４の各ローラは千鳥に配置され、上ローラ群４３を保
持するサポート４３ａは、前後、左右の傾きなどが調節
可能に構成されている。そして千鳥の配設した上下のロ
ーラ群４３、４４の間に通す金属板１を上下に交互に、
次第に弱く湾曲させていき、最終的に平坦にしてコイル
材の巻き癖をとるようにしている。なお、レベラー４１
としては、プレスの作動と同調してコイル材を供給する
フィードローラ４５を一体に設けたＮＣ制御のフィーダ
レベラーなどが好適である。しかしもちろんフィーダと
別個のレベラーであってもよい。

【００２５】図７ａは本発明の製造法を実施するための
金属板の加工ラインの一実施形態を示す平面図である。
加工ラインの上流にはアンコイラ５１が配置され、その
下流に前述のレベラー４１に加圧装置１０と取り付けた
一体矯正装置４０が配置されている。さらにその下流
に、金属板１に孔あけ加工およびコイル材から切り離す
切断加工を行うためのプレス５２が配置されている。さ
らにこの実施形態では、プレス５２による加工の後工程
の曲げ加工のため、プレスブレーキ５３が配置されてい
る。プレスブレーキ５３は図７ｂに示すように、９０度
のＶ字状の溝を有する下型５４と、その下型に合う上型
５５とからなる曲げ型が取り付けられている。

【００２６】この加工ラインでは、まずアンコイラ５１
からほどき出されたコイル材からなる金属板１が、一体
化矯正装置４０で左右の曲がりおよび上下の波打ちが矯
正される。その詳細は前述したとおりである（図２参
照）。この場合、金属板１を走行させてプレスに供給す
る動力は、レベラー４１のフィーダーローラ（図６の４
５）により与えられる。このときの矯正済みの金属板１
を図８の上段に示している。ついでその矯正後の金属板
１は、たとえば図８の中段に示すように、プレス５２内
で孔あけ加工される。なおプレス５２から送り出された
金属板１は、プレス５２の出口近辺でコイル材から切り
離すために切断される（図８の中断の符号Ｓ参照）。さ
らにその切断後の金属板１は、プレスブレーキ５３に運
ばれ、図８の下段に示すように、中心線に沿って９０度
に折り曲げられ、製品５６となる。

【００２７】この加工ラインでは、金属板１はプレス５
２に入る前に波打ちの外、左右の曲がりも矯正されてい
るので、金型内で蛇行したり、浮き上がったりすること
がほとんどなく、そのため加工の精度が高い。図２の上
段などで２枚の金属板を合わせて隙間Ｗを測定する場
合、このプレス加工が終わった段階の平坦な中間成形品
を用いると、測定が容易であるので好ましい。そして左
右の曲がりが矯正された中間成形品は、プレスブレーキ
５３で曲げ加工する場合でも、反りや曲がりが生じにく
く、２個の製品５６をたとえば図９ａのように合わせて
も、隙間Ｗがほとんどない。なお、このラインにおける
最終段階の製品の隙間Ｗを測定し、この隙間Ｗをなくす
ように加圧装置の加圧ローラの位置および加圧力を調整
すると、プレスブレーキ５３の曲げ加工で生ずる左右の
曲がりについても、前述と同様に、潜在的な曲がりとし
てあらかじめ矯正しておくことができる。

【００２８】前述の加圧装置の実施形態では、下側のベ
ースローラ（図１および図３の符号４）を矯正しようと
する金属板１と同じ幅ないしそれよりいくらか広い幅に
している。そのためベースローラ４は左右の位置調節す
る必要がない。しかし下側のベースローラ４も上側の加
圧ローラ３と同じ幅にしてもよい。その場合はベースロ
ーラ４を図３などのスライドブロック２３に回転自在に
取り付け、スライドブロック２３を左右に摺動させるこ
とにより左右の位置調節ができるようにする。なお、加
圧力の調節は上側の加圧ローラ３のみで可能であるの
で、ベースローラ４には加圧力を調節するための太いボ
ルトでローラサポートを上下に移動させる機構は不要で
ある。ただしたとえばレギュレータで油圧を調整するこ
とができる油圧シリンダなどを用いるなどにより、ベー
スローラ４で加圧力を調節自在とすることもできる。そ
の場合は上側の加圧ローラ３は位置調節自在にするだけ
でよい。このことは下側のベースローラ４の幅が広い場
合でも同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の製造法における矯正工程の一実施形
態を示す概略斜視図である。

【図２】 図２ａおよび図２ｂはそれぞれ図１の矯正工
程の効果を説明するための金属板の平面図である。

【図３】 本発明の製造法で用いる矯正装置の一実施形
態を示す要部斜視図である。

【図４】 図４ａおよび図４ｂはそれぞれ図３の装置の
一部断面平面図および一部断面正面図である。

【図５】 図５は図４ｂのV-V 線断面図である。

【図６】 本発明の製造法に用いる矯正装置の他の実施
形態を示す概略断面図である。

【図７】 図７ａは本発明の製造法を実施するための加
工ラインの一実施形態を示す概略平面図、図７ｂは図７
ａのVII-VII 線拡大断面図である。

【図８】 図７の加工ラインの各工程で得られる加工品
をその順に示す成形工程図である。

【図９】 図９ａは本発明に関わる金属製品に生ずる曲
がりの例を示す斜視図、図９ｂは金属板のスリッティン
グの状態を示す概略斜視図、図９ｃはその金属板の厚さ
の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 金属板 ２ 側縁 ３ 加圧ローラ ４ 加圧ローラ（ベースローラ） １０ 加圧装置 １６ 加圧ローラアッセンブリ ４０ 一体化矯正装置 ４１ レベラー ５１ アンコイラ ５２ プレス ５３ プレスブレーキ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状の金属板を長手方向に走行させ、そ
   の金属板を、その側縁の近辺に沿って幅が狭い加圧ロー
   ラで線状に加圧し、その加圧した金属板を、その長手方
   向の折り曲げ線に沿って断面Ｌ字状に折り曲げる、金属
   製品の製造法。
2. 【請求項２】 前記加圧する工程の後、さらに金属板を
   レベラーに通して全体の波打ちを矯正する請求項１記載
   の製造法。
3. 【請求項３】 コイル材をアンコイラから送り出し、レ
   ベラーで波打ちを矯正し、ついでプレスに供給し、所定
   の長さに切断しながらプレス加工する金属製品の製造法
   であって、コイル材をレベラーに送る直前に、コイル材
   の側縁に沿って幅が狭い加圧ローラで線状に加圧する金
   属製品の製造法。
4. 【請求項４】 前記プレス加工で得られた金属製品を、
   その長手方向の折り曲げ線に沿って断面Ｌ字状に折り曲
   げる、請求項３記載の金属製品の製造法。