JP2004130354A

JP2004130354A - 円筒成型方法

Info

Publication number: JP2004130354A
Application number: JP2002298102A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Inoue; 井上　泰孝
Original assignee: Inoue Sangyo Co Ltd
Current assignee: Inoue Sangyo Co Ltd
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】硬質ロールとこれが食い込む弾性ロールを使用して円筒を得るに際し、小径でしかも長尺の円筒を成型する場合の硬質ロールの撓みを防止する。
【解決手段】回転自在の硬質ロール１と、この硬質ロールに対して相対向して回転する一対の第１弾性ロール２及び第２弾性ロール３Ａによりワークを円筒成型するにあたり、硬質ロールに対する第２弾性ロールの圧接位置を、硬質ロールに対する第１弾性ロールの圧接位置の半円周箇所から硬質ロールの反回転方向に向けて偏倚させると共に、上記第１弾性ロールの圧接位置の半円周箇所から硬質ロールの回転方向に向けて偏倚させた位置に第３弾性ロールを圧接する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は硬質ロールとこれが食い込む弾性ロール使用した円筒成型方法に関し、特に小径且つ長尺の円筒を成型するのに最適な円筒成型方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属板のような可塑性板状素材からなる被成型材（以下、「ワーク」と称する。）を円筒状に曲折成型する方法として、相対向して回転する弾性ロールと硬質ロールとを圧接して設け、被成型材を両ロール間に挿入通過させることにより円筒状に曲折成型する成型方法が公知である（例えば、特公昭４１−１３９７４号、実公昭４３−１１２３８号、実公昭６０−３７１２５号公報等に記載。）。
【０００３】
この種の成型方法においては、成型に際しては硬質ロールが弾性ロール表面に食い込むように圧接力を加え、弾性ロール表面に生じる円弧状の窪みによりワークをプレス成型する。そして、この場合、当然のことながら硬質ロールの圧接力は弾性ロール表面に食い込みを生じさせるに足りるものでなくてはならず、一方、弾性ロールの硬度は少なくとも成型される被成型材の復元力に勝るものでなくてはならない。
【０００４】
ところで、この種成型方法においては成型される円筒の直径は硬質ロールの外径によって決定され、小径の円筒を成型する場合は当然のことながら硬質ロールは小径のものが使用される。この場合、小径且つ全長が長い円筒を成型しようとすると、硬質ロールの全長に対する直径比が極端に小さくなることより、硬質ロールに対し、それを弾性ロール表面に食い込むように圧接力を加えると硬質ロール自体に撓みが生じる問題が生じた。
【０００５】
以上の問題を解消するために、本願出願人は先に回転自在の硬質ロールと、この硬質ロールに対して相対向して回転する一対の第１弾性ロール及び第２弾性ロールを用意し、これらの弾性ロールを硬質ロールを挟んで配すると共に硬質ロールに対し圧接し、第１弾性ロールと硬質ロール間に被成型材の一端を挿入した後、両弾性ロールを硬質ロールと相対向する方向に回転させる円筒成型方法を発明した（特開平８−１５０４１７）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記の公知発明によれば、第２弾性ロールの圧接位置を硬質ロールに対する第１弾性ロールの圧接位置の半円周箇所に設定することにより、硬質ロールはその圧接時には必ず反対方向からの圧接力も得るので、成型時の強圧力により硬質ロールが撓む事態が防止される効果を得られる。
【０００７】
しかしながら、より長尺の円筒を成型しようとする場合、上下の弾性ロールにより上下方向の撓みは防止できても、第２弾性ロールとの接触面との摩擦力により硬質ロールが弾性ロールの表面を転がろうとして、支えがない中央部が横方向にずれて撓みを生ずる現象が生じた。これを防止するためには第２弾性ロールの直径を大きくするしかないが、それにより装置の巨大化を来す問題を生じた。
【０００８】
又、硬質ロールの上方にも弾性ロール（第２弾性ロール）を配する構成を採用しているので、成型中途のワークの先端が第２弾性ロールに突き当たるように接して両者間にスムーズに進行しない問題もあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は以上の公知発明の問題を解消するための改良創作に関し、回転自在の硬質ロールと、この硬質ロールに対して相対向して回転する一対の第１弾性ロール及び第２弾性ロールを用意し、これらの弾性ロールはこの硬質ロールを挟んで配すると共に硬質ロールに対し圧接され、第１弾性ロールと硬質ロール間に被成型材の一端を挿入した後、両弾性ロールを硬質ロールと相対向する方向に回転させる円筒成型方法において、硬質ロールに対する第２弾性ロールの圧接位置を、硬質ロールに対する第１弾性ロールの圧接位置の半円周箇所から硬質ロールの反回転方向に向けて偏倚させると共に、上記第１弾性ロールの圧接位置の半円周箇所から硬質ロールの回転方向に向けて偏倚させた位置に第３弾性ロールを圧接することを特徴とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下、この発明の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図１乃至図２はこの発明の第１実施例を示す図である。図中符号１は硬質ロールであり、ここでは金属により構成される。図中符号２は上記硬質ロール１に対して相対向して回転する第１弾性ロールであり、成型時に硬質ロール１の下方向から圧接される。又、図中符号３Ａ及び３Ｂは上記硬質ロール１に対して相対向して回転する第２弾性ロール及び第３弾性ロールであり、成型時に硬質ロール１の上方向から圧接される。ここでは、各弾性ロールは金属の芯に対し弾性素材層を有する構成よりなり、弾性素材層としてウレタンを採用している。
【００１１】
硬質ロール１に対する第２弾性ロール３Ａの圧接位置は、硬質ロールに対する第１弾性ロール２の圧接位置の半円周箇所から硬質ロールの反回転方向に向けて偏倚される。又、硬質ロール１に対する第３弾性ロール３Ｂの圧接位置は、硬質ロールに対する第１弾性ロール２の圧接位置の半円周箇所から硬質ロールの回転方向に向けて偏倚される。図２においては第２弾性ロール３Ａは前記半円周箇所から硬質ロール１の反回転方向に向けて３０度偏倚した状態を、同じく第３弾性ロール３Ｂは前記半円周箇所から硬質ロール１の回転方向に向けて３０度偏倚した状態を図示しているが、具体的な数値はこれに限定されないことは勿論である。
【００１２】
図中符号Ｗはワーク（被成型材）であり、ここでは一端を先ず硬質ロール１と第１弾性ロール２間に挿入し、これらのロールの回転に伴い硬質ロール１の外周と、この硬質ロール１が食い込むことにより第１弾性ロール２の表面に生ずる円弧状の窪みによりプレス成型され（図２の状態）、更にワークは硬質ロール１と第２弾性ロール３Ａ間、硬質ロール１と第３弾性ロール３Ｂ間に送り込まれる。
【００１３】
以上の構成において、第１弾性ロール２は下方に位置するように図示しない基台に軸止され、第２弾性ロール３Ａと第３弾性ロール３Ｂを圧下自在に設け（圧下機構は図示せず）、硬質ロール１を挟んで各ロールが相対向して回転するように第１弾性ロール２は適宜動力機構（図示せず）に連結される。この場合、第２弾性ロール３Ａ及び第３弾性ロール３Ｂは第１弾性ロール２に対し従動する硬質ロール１に対し摩擦力により従動することにより回転力を与えられるが、この実施例では、第２弾性ロール３Ａに関しては、動力機構に接続された第１弾性ロール２に対して従動する従動ロール５を設け、この従動ロール５を介して回転力を与えている。
【００１４】
又、この実施例においては第２弾性ロール３Ａに対し２本のサポートロール６Ａ、７Ａを回転自在に当接すると共に、第３弾性ロール３Ｂに対し同じく２本のサポートロール６Ｂ、７Ｂを回転自在に当接させることにより、これらの弾性ロールの直径を細く設定した場合の撓みを防止している。
【００１５】
尚、図３及び図４に示すように、一本の硬質ロール１１に対し小幅に設定した複数本の第２弾性ロール１３Ａ及び第３弾性ロール１３Ｂを用意し、これらを互い違いに配してもよい。こうすることにより、第２弾性ロール及び第３弾性ロールの直径を大きくしても互いの外周同士が接触しないので、これらの直径を大きくすることが可能となり前記のようなサポートロールを使用しないでも撓みを防止することが可能となる。尚、図中符号１２は第１弾性ロールを指す。
【００１６】
次に、図５乃至図７によりこの発明の作用を公知発明との対比において説明する。図７は前記の公知発明の成型方法を示す図である。
（１）　点Ｂにおける第１弾性ロール５２と硬質ロール５１との圧接により曲げられたワークＷは、点Ａで第２弾性ロール５３と接触する。点Ｂから点Ａまでのワーク長と同じ長さの硬質ロール５１外周長を、点Ｂから点ＷＡの長さで表す。同様に第２弾性ロール５３の点Ｃから点Ａまでの外周長と同じ長さの硬質ロール５１の外周長を、点Ｃから点ＲＡの長さで表す。
（２）　ベクトルＶＲは、ワークＷと第２弾性ロール５３の接触点Ａにおける第２弾性ロール５３からの接線であり、同様にベクトルＶＷは接触点ＡにおけるワークＷからの接線である。
（３）　図に示すように、硬質ロール５１に対する第１弾性ロール５２の圧接位置Ｂの半円周箇所Ｃにおいて、第２弾性ロール５３を圧接する場合は、第２弾性ロール５３からのベクトルＶＲと、ワークＷからのベクトルＶＷの成す角度θ１が大きくなることがわかる。その結果、接触点ＡにあるワークＷの先端は、第２弾性ロール５３と硬質ロール５１との間に挟まれにくく、スムーズな成型の障害となりやすい。又、ワークＷの先端が接触点Ａから第２弾性ロール５３の外周に沿って移動し、再び硬質ロール５１の外周に接触する時、これらの間のずれ角度θ２も大きいことがわかる。その結果、スリップやワークの変形を来しやすい。
【００１７】
これに対し、図５に示すようにこの発明の成型方法においては、第２弾性ロール３Ａの圧接位置を、硬質ロールに対する第１弾性ロール２の圧接位置の半円周箇所から硬質ロールの反回転方向に向けて偏倚することにより、第２弾性ロール３ＡからのベクトルＶＲと、ワークＷからのベクトルＶＷの成す角度θ１が小さくなることがわかる。その結果、接触点ＡにあるワークＷの先端は、第２弾性ロール３Ａと硬質ロール１との間に挟まれやすく、スムーズな成型が可能となる。
又、ワークＷの先端が接触点Ａから第２弾性ロール３Ａの外周に沿って移動し、再び硬質ロール１の外周に接触する時のずれ角度θ２が小さくなることもわかる。その結果、スリップやワークの変形が防止される。
【００１８】
一方、第２弾性ロール３Ａの圧接位置を硬質ロール１の反回転方向に向けて偏倚する場合は、第１弾性ロール２の圧接による硬質ロールの上方向の撓みを受け止める力が偏るおそれがあるが、それを防止するために、この発明においては第１弾性ロール２の圧接位置の半円周箇所から硬質ロール１の回転方向に向けて偏倚させた位置に圧接される第３弾性ロール３Ｂを設けている。
【００１９】
尚、図６に示すように第２弾性ロール３Ａの直径を小さくした場合は、ベクトル角度θ１、ズレ角度θ２共大きくなるので、第２弾性ロールの直径は大きい方が望ましい。
【００２０】
【発明の効果】
以上の構成よりなるこの発明によれば、第２弾性ロールの他に第３弾性ロールを設けて硬質ロールを三点支持するので、第２弾性ロールを第１弾性ロールに近づけることが可能となる。その結果、硬質ロールとの圧接により曲げられたワークの先端が第２弾性ロールと接触する際のズレ角度とベクトル角度を可及的に小さくすることが可能となるので、硬質ロールを小径化した際の撓みを防止しつつ、ワークの第２弾性ロールの通過の円滑さを確保することができ、撓みの問題から従来成型が困難であった、小径でしかも長尺の円筒の成型の途が開かれることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の円筒成型方法の実施例の成型前の状態を示す側面図。
【図２】この発明の円筒成型方法の実施例の成型過程を示す側面図。
【図３】同上、異なる実施例の要部の側面図。
【図４】同上、正面図。
【図５】この発明の円筒成型方法の作用を示す側面図。
【図６】この発明の円筒成型方法の作用を示す側面図。
【図７】従来の円筒成型方法の作用を示す側面図。
【符号の説明】
１　　　　硬質ロール
２　　　　第１弾性ロール
３Ａ　　　第２弾性ロール
３Ｂ　　　第３弾性ロール

Claims

回転自在の硬質ロールと、この硬質ロールに対して相対向して回転する一対の第１弾性ロール及び第２弾性ロールを用意し、これらの弾性ロールはこの硬質ロールを挟んで配すると共に硬質ロールに対し圧接され、第１弾性ロールと硬質ロール間に被成型材の一端を挿入した後、両弾性ロールを硬質ロールと相対向する方向に回転させる円筒成型方法において、硬質ロールに対する第２弾性ロールの圧接位置を、硬質ロールに対する第１弾性ロールの圧接位置の半円周箇所から硬質ロールの反回転方向に向けて偏倚させると共に、上記第１弾性ロールの圧接位置の半円周箇所から硬質ロールの回転方向に向けて偏倚させた位置に第３弾性ロールを圧接することを特徴とする円筒成型方法。
一本の硬質ロールに対し小幅に設定した複数本の第２弾性ロール及び第３弾性ロールを用意し、これらを互い違いに配した請求項１記載の円筒成型方法。
第１弾性ロールに回転のための駆動力を与えると共に、従動ロールを介して第２弾性ロールにこの駆動力を伝達する請求項１又は２記載の円筒成型方法。