JP2016144813A - ロール成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構成で迅速に、使用していた成形ローラやその関連部品を取り外した後に別の成形ローラやその関連部品を取り付けることができるロール成形装置を提供する。
【解決手段】上ローラ保持部材３６、３８及び下ローラ保持部材６６、６８の少なくとも一方に上下方向で異なる係止位置及び非係止位置を与える係止機構４２、７２が、上ローラ保持部材３６、３８及び下ローラ保持部材６６、６８の少なくとも一方に非係止位置を与えた状態で、上成形ローラ３２と下成形ローラ６２とが協働して加工対象部材Ｗにロール成形を施す際の加工対象部材Ｗの送り方向と交差する方向に、上ローラユニット３０の上成形ローラ３２及び上ローラ保持部材３６、３８、並びに下ローラユニット６０の下成形ローラ６２及び下ローラ保持部材６６、６８の対応するものを引き抜き可能な状態とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロール成形装置に関し、特に、成形ローラを簡便に交換することができるロール成形装置に関するものである。

近年、自動車等の強度部品として、高強度であって種々の成形を行うことができる鉄製等のパイプ部材が多数用いられるようになっている。

かかるパイプ部材は、商品としても流通しているが、コストダウンをより図る場合や、材質やサイズの設定自由度をより高める場合には、鋼板を購入して所望の構成のパイプ部材に加工した方が望ましい。そのためには、購入した鋼板を簡便に筒状部材に成形する必要性が生じる。

かかる状況下で、特許文献１は、プレスブレーキ１１に装着されるロールベンダ１に関し、ウレタン等の所定の弾力性を有する材質からなる下部ローラ３、鋼材等容易に変形しない材質からなる上部ローラ２、下部ローラ３を回転させる減速ギア付モータ５、減速ギア付モータ５の外部出力軸の回転を下部ローラ３へと伝達するカップリング６、上部ローラ２の長さ方向の一端を回動可能かつ着脱可能に軸支した固定軸受２ｂ、上部ローラ２の長さ方向の他端を回動可能かつ離脱不能に軸支した可動軸受２ａ、可動軸受２ａを直線移動可能に支持したガイドレール４を備えた構成を開示する。更に、特許文献１は、鋼板２１を下部ローラ３と上部ローラ２との挟持状態から解放させるために、プレスブレーキ１１の上プレス部材１２を上方へと引き上げ、可動軸受２ａをガイドレール４に沿ってスライド移動させて、上部ローラ２の回転軸の一端を解放させる構成も開示している。

特開平１１−７７１７０号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成においては、ロール成形を実行すると共に、その結果得られた筒状部材を簡便にロール成形装置から取り外すことができる構成を開示するものではあるが、上成形ローラや下成形ローラ等を簡便にロール成形装置から取り外し、別の上成形ローラや下成形ローラ等を簡便にロール成形装置に装着することが可能な構成を何等開示や示唆するものではない。

特に本発明者の検討によれば、１台の自動車等においてその強度部品として用いられるパイプ部材は多種多様であり、更に自動車等の仕様や種類自体も多種多様であるから、製造すべきパイプ材は極めて多種多様となり、その多種多様なパイプ材の仕様や種類に対応した筒状部材を成形すべく最適なロール成形加工を実現するには、多種多様な成形ローラやその関連部品が必要となる。そして、このような多種多様な成形ローラやその関連部品は、求められる多種多様なパイプ材の仕様や種類に対応して、簡便に交換してロール成形装置に取り付けられることが必要となる。

本発明は、以上の検討を経てなされたもので、簡便な構成で迅速に、使用していた成形ローラやその関連部品を取り外した後に別の成形ローラやその関連部品を取り付けることができるロール成形装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成すべく、本発明の第１の局面におけるロール成形装置は、上成形ローラ、前記上成形ローラを回転自在に保持する上ローラ保持部材、及び前記上ローラ保持部材を支持する上ローラサポートホルダを有する上ローラユニットと、前記上成形ローラと協働して加工対象部材にロール成形を施す下成形ローラと、前記下成形ローラを回転自在に保持する下ローラ保持部材、及び前記下ローラ保持部材を支持する下ローラサポートホルダを有する下ローラユニットと、前記上ローラ保持部材及び前記下ローラ保持部材の少なくとも一方に上下方向で異なる係止位置及び非係止位置を与える係止機構と、を備えたロール成形装置であって、前記係止機構は、前記上ローラ保持部材及び前記下ローラ保持部材の前記少なくとも一方に前記非係止位置を与えた状態で、前記上成形ローラと前記下成形ローラとが協働して前記加工対象部材に前記ロール成形を施す際の前記加工対象部材の送り方向と交差する方向に、前記上ローラユニットの前記上成形ローラ及び前記上ローラ保持部材、並びに前記下ローラユニットの前記下成形ローラ及び前記下ローラ保持部材の対応するものを引き抜き可能な状態とする。

また、本発明は、かかる第１の局面に加え、前記係止機構は、前記上ローラ保持部材に上下方向で異なる前記上ローラサポートホルダに対する係止位置及び非係止位置を与える第１の係止機構と、前記下ローラ保持部材に上下方向で異なる前記下ローラサポートホルダに対する係止位置及び非係止位置を与える第２の係止機構と、を有し、前記第１の係止機構は、前記上ローラ保持部材に前記非係止位置を与えた状態で、前記送り方向と交差する方向に、前記上成形ローラ及び前記上ローラ保持部材を一体で引き抜き可能な状態とし、前記第２の係止機構は、前記下ローラ保持部材に前記非係止位置を与えた状態で、前記送り方向と交差する方向に、前記下成形ローラ及び前記下ローラ保持部材を一体で引き抜き可能な状態とすることを第２の局面とする。

また、本発明は、かかる第２の局面に加え、前記第１の係止機構は、前記上ローラ保持部材に前記係止位置よりも下方に前記非係止位置を与え、前記第２の係止機構は、前記下ローラ保持部材に前記係止位置よりも上方に前記非係止位置を与えることを第３の局面とする。

また、本発明は、かかる第２又は第３の局面に加え、前記第１の係止機構は、前記上ローラ保持部材に前記非係止位置を与えた状態で、前記上成形ローラと前記下成形ローラとが協働して前記加工対象部材に前記ロール成形を施す際の前記加工対象部材の送り方向と直交する方向に、前記上成形ローラ及び前記上ローラ保持部材を引き抜き可能な状態とし、前記第２の係止機構は、前記下ローラ保持部材に前記非係止位置を与えた状態で、前記送り方向と直交する方向に、前記下成形ローラ及び前記下ローラ保持部材を引き抜き可能な状態とすることを第４の局面とする。

また、本発明は、かかる第２から第４のいずれかの局面に加え、前記第１の係止機構は、機構的なロック機構であり、前記第２の係止機構は、圧力を用いた昇降機構であることを第５の局面とする。

本発明の第１の局面における構成によれば、上ローラ保持部材及び下ローラ保持部材の少なくとも一方に上下方向で異なる係止位置及び非係止位置を与える係止機構が、上ローラ保持部材及び下ローラ保持部材の少なくとも一方に非係止位置を与えた状態で、上成形ローラと下成形ローラとが協働して加工対象部材にロール成形を施す際の加工対象部材の送り方向と交差する方向に、上ローラユニットの上成形ローラ及び上ローラ保持部材、並びに下ローラユニットの下成形ローラ及び下ローラ保持部材の対応するものを引き抜き可能な状態とすることにより、ローラユニットの引き抜き時に加工対象部材の導入、送り及び排出領域への重複が発生しない態様で装置構成の大型化を避けながら、簡便な構成で迅速に、使用していた成形ローラやその関連部品を取り外した後に別の成形ローラやその関連部品を取り付けることができる。

また、本発明の第２の局面における構成によれば、係止機構が、上ローラ保持部材に上下方向で異なる上ローラサポートホルダに対する係止位置及び非係止位置を与える第１の係止機構と、下ローラ保持部材に上下方向で異なる下ローラサポートホルダに対する係止位置及び非係止位置を与える第２の係止機構と、を有し、第１の係止機構が、上ローラ保持部材に非係止位置を与えた状態で、上成形ローラと下成形ローラとが協働して加工対象部材にロール成形を施す際の加工対象部材の送り方向と交差する方向に、上成形ローラ及び上ローラ保持部材を一体で引き抜き可能な状態とし、第２の係止機構が、下ローラ保持部材に非係止位置を与えた状態で、加工対象部材の送り方向と交差する方向に、下成形ローラ及び下ローラ保持部材を一体で引き抜き可能な状態とすることにより、上下双方のローラユニットの引き抜き時に加工対象部材の導入、送り及び排出領域への重複が発生しない態様で装置構成の大型化を避けながら、簡便な構成で迅速に、使用していた上下双方の成形ローラ等を取り外した後に別の上下双方の成形ローラ等を取り付けることができる。

また、本発明の第３局面における構成によれば、第１の係止機構が、上ローラ保持部材に係止位置よりも下方に非係止位置を与え、第２の係止機構は、下ローラ保持部材に係止位置よりも上方に非係止位置を与えることにより、上下双方の成形ローラと加工対象部材の導入、送り及び排出領域との間の空間を有効利用して装置構成の大型化を避けながら、簡便な構成で迅速に、使用していた上下双方の成形ローラ等を取り外した後に別の上下双方の成形ローラ等を取り付けることができる。

また、本発明の第４の局面における構成によれば、第１の係止機構が、上ローラ保持部材に非係止位置を与えた状態で、上成形ローラと下成形ローラとが協働して加工対象部材にロール成形を施す際の加工対象部材の送り方向と直交する方向に、上成形ローラ及び上ローラ保持部材を引き抜き可能な状態とし、第２の係止機構が、下ローラ保持部材に非係止位置を与えた状態で、送り方向と直交する方向に、下成形ローラ及び下ローラ保持部材を引き抜き可能な状態とすることにより、上下双方の成形ローラ及びローラ保持部材の引き抜き時に加工対象部材の導入、送り及び排出領域への重複がより確実に発生しない態様で装置構成の大型化を避けながら、簡便な構成で迅速に、使用していた上下双方の成形ローラ等を取り外した後に別の上下双方の成形ローラ等を取り付けることができる。

また、本発明の第５の局面における構成によれば、第１の係止機構が、機構的なロック機構であり、第２の係止機構が、圧力を用いた昇降機構であることにより、上下双方の成形ローラに最適な態様でより確実に係止位置及び非係止位置を与えることができ、簡便な構成で迅速に、使用していた上下双方の成形ローラ等を取り外した後に別の上下双方の成形ローラ等を取り付けることができる。

本発明の実施形態におけるロール成形装置の模式的側面図である。 本実施形態におけるロール成形装置の上ローラユニットの拡大側面図である。 図２のＺ１−Ｚ１拡大断面図である。 図２のＺ２−Ｚ２拡大断面図である。 本実施形態におけるロール成形装置の下ローラユニットの拡大側面図である。 図５のＺ３−Ｚ３拡大断面図である。 本実施形態におけるロール成形装置によるロール成形工程を示す模式図であり、図７（ａ）から図７（ｆ）にロール成形行程を時系列順に示す。 本実施形態におけるロール成形装置の上ローラユニットの取り外し工程を示す上ローラユニットの拡大側面図であり、図８（ａ）は、装着状態の上ローラユニットを示し、図８（ｂ）は、取り外し途中の上ローラユニットを示す。 図９（ａ）は、位置的には図３に対応する図８（ａ）のＺ１−Ｚ１断面図であり、図９（ｂ）は、位置的には図９（ａ）に対応する図８（ｂ）のＺ１−Ｚ１断面図である。 図１０（ａ）は、位置的には図４に対応する図８（ａ）のＺ２−Ｚ２断面図であり、図１０（ｂ）は、位置的には図１０（ａ）に対応する図８（ｂ）のＺ２−Ｚ２断面図である。 本実施形態におけるロール成形装置の下ローラユニットの取り外し工程を示す下ローラユニットの拡大側面図であり、図１１（ａ）は、装着状態の下ローラユニットを示し、図１１（ｂ）は、取り外し途中の下ローラユニットを示す。 図１２（ａ）は、位置的には図６に対応する図１１（ａ）のＺ３−Ｚ３断面図であり、図１２（ｂ）は、位置的には図１２（ａ）に対応する図１１（ｂ）のＺ３−Ｚ３断面図である。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態におけるロール成形装置につき詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成す。また、ｚ軸の正方向が上方向であるとする。

図１は、本実施形態におけるロール成形装置の模式的側面図である。図２は、本実施形態におけるロール成形装置の上ローラユニットの拡大側面図である。図３は、図２のＺ１−Ｚ１拡大断面図であり、図４は、図２のＺ２−Ｚ２拡大断面図である。また、図５は、本実施形態におけるロール成形装置の下ローラユニットの拡大側面図であり、図６は、図５のＺ３−Ｚ３拡大断面図である。

図１から図６に示すように、ロール成形装置１は、図示を省略する床等の設置場所に固定された典型的には金属製の基台１０と、基台１０上に固設された典型的には金属製のフレーム２０と、フレーム２０に固設された上ローラユニット３０と、上ローラユニット３０の下方で基台１０に固設された下ローラユニット６０と、上ローラ駆動モータ１００と、下ローラ駆動モータ１１０と、下ローラ加圧モータ１２０と、を備える。

詳しくは、上ローラユニット３０は、上成形ローラ３２と、上成形ローラ３２を補助する上補助ローラ３４と、上成形ローラ３２及び上補助ローラ３４を保持する上ローラホルダ３６と、上ローラホルダ３６を支持する上ローラサポート３８と、上ローラサポート３８を装脱自在に保持する上ローラサポートホルダ４０と、上ローラサポートホルダ４０に対する上ローラサポート３８の係止／非係止状態を規定するカムロック機構４２と、上ローラサポートホルダ４０に配設された上回転ローラ５０と、を備える。また、上ローラホルダ３６及び上ローラサポート３８を別部材ではなく一体の同一部材として構成し、上ローラ保持部材として用いて、構成をより簡素化してもよい。

ここで、上成形ローラ３２は、ロール成形に用いられる上側の成形ローラであり、加工対象部材に上方から当接自在である。上成形ローラ３２は、ｘ軸の方向に延在すると共に、上ローラ駆動モータ１００からの駆動力により、ｘ軸の方向に延在する回転軸Ｃ１を回転中心としてその周りに回転自在であって、充分な機械的強度及び耐摩耗性を有する単一又は複合の部材から成る。なお、上成形ローラ３２は、ｘ軸の方向に分割される等の態様で複数個設けられてもかまわない。

上補助ローラ３４は、上成形ローラ３２に対する補助ローラであり、上成形ローラ３２の上方でそれに常時当接する。上補助ローラ３４は、ｘ軸の方向に延在すると共に、上成形ローラ３２の回転に従動して、ｘ軸の方向に延在する回転軸Ｃ２を回転中心としてその周りに回転自在であって、充分な機械的強度及び耐摩耗性を有する単一又は複合の部材から成る。なお、上補助ローラ３４は、上成形ローラ３２の上方に１個又は上成形ローラ３２の上方でその周囲を囲んで３個以上配設されてもかまわない。また、求められる加工精度との兼ね合い等では、上補助ローラ３４を省略してもかまわない。

上ローラホルダ３６は、典型的には金属製であり、上成形ローラ３２及び上補助ローラ３４をそれらが対応する回転軸Ｃ１及びＣ２で回転自在なように保持する。上ローラホルダ３６は、下方に開いてその開口部から上成形ローラ３２の一部を露出させる。なお、上成形ローラ３２がｘ軸の方向に複数個設けられる場合には、上ローラホルダ３６は、対応して複数個設けられてもよい。

上ローラサポート３８は、典型的には金属製であり、上ローラホルダ３６の上方でそれを支持する。上ローラサポート３８は、典型的にはｙ−ｚ平面に平行な平面でＴ字状の縦断面を呈し、その上部で上方に突設されると共にｘ軸の方向に延在する上挿入凸部３９を有する。

上ローラサポートホルダ４０は、典型的には金属製であり、フレーム２０の上部に固設されて上ローラサポート３８の上部を保持してそれを垂下する。上ローラサポートホルダ４０は、その上部で上方に陥設されると共にｘ軸の方向に延在する上挿入溝４１を有する。上挿入溝４１には、上ローラサポート３８の上挿入凸部３９を挿入自在である。

カムロック機構４２は、上ローラサポートホルダ４０に対して設けられ、大径部及び小径部から成る外輪郭形状を有するカム４４を備える。カム４４は、上ローラサポート３８の上部の下面に対向するように、かつ、ｙ軸の方向に延在する回転軸ＣＣを回転中心としてその周りに回転自在なように、典型的には上ローラサポートホルダ４０のｙ軸方向の両端部に配設される。カム４４は、典型的にはｘ軸の方向に複数個配設される。

カム４４がその大径部を上下方向に起立された状態では、上ローラサポート３８が上ローラサポートホルダ４０に押圧されてそれに保持された上方の固定位置をとる。つまり、この際、上ローラサポート３８は、上ローラサポートホルダ４０に対して係止状態になり、上ローラサポートホルダ４０の上挿入溝４１には、上ローラサポート３８の上挿入凸部３９が挿入される。一方で、カム４４がその小径部を上下方向に起立された状態では、上ローラサポート３８が上ローラサポートホルダ４０から解放されて降下した下方の引き出し可能位置をとる。つまり、この際、上ローラサポート３８は、上ローラサポートホルダ４０に対して非係止状態になる。なお、上ローラサポートホルダ４０に対する上ローラサポート３８の係止／非係止状態を規定するロック機構は、カムロック機構以外のリンクロック機構等であってもよい。また、装置全体の構成は煩雑になるが、機構的なロック機構の代わりに圧力源を有する昇降機構を用いて、上ローラサポート３８が上ローラサポートホルダ４０に保持された上方の固定位置及び上ローラサポート３８が上ローラサポートホルダ４０から解放された下方の引き出し可能位置を実現してもかまわない。また、装置全体のサイズが大きくなってその構成も煩雑になるが、上ローラサポート３８が上ローラサポートホルダ４０に対して非係止状態となる引き出し可能位置を、上ローラサポート３８が上ローラサポートホルダ４０に対して係止状態になる固定位置よりも上方に設定することも可能である。

上回転ローラ５０は、上ローラサポート３８の上部の下方に位置するように上ローラサポートホルダ４０に配設される。上回転ローラ５０は、ｙ軸の方向に延在する回転軸Ｃ３を回転中心としてその周りに回転自在である。上回転ローラ５０は、上ローラサポート３８が上ローラサポートホルダ４０に保持された上方の固定位置をとる際には、上ローラサポート３８の上部の下面から離間する一方で、上ローラサポート３８が上ローラサポートホルダ４０から解放された下方の引き出し可能位置をとる際には、上ローラサポート３８の上部の下面に当接して上ローラサポート３８を載置する。上回転ローラ５０は、典型的にはｘ軸の方向に複数個配設される。；

また、下ローラユニット６０は、下成形ローラ６２と、下成形ローラ６２を補助する下補助ローラ６４と、下成形ローラ６２及び下補助ローラ６４を保持する下ローラホルダ６６と、下ローラホルダ６６を支持する下ローラサポート６８と、下ローラサポート６８を装脱自在に保持する下ローラサポートホルダ７０と、下ローラサポートホルダ７０に対して下ローラサポート６８を昇降する昇降機構７２と、昇降機構７２に配設された下回転ローラ７８と、を備える。下ローラホルダ６６及び下ローラサポート６８を別部材ではなく一体の同一部材として構成して、下ローラ保持部材として用いて、構成をより簡素化してもよい。

ここで、下成形ローラ６２は、ロール成形に用いられる下側の成形ローラであり、加工対象部材に下方から当接自在である。下成形ローラ６２は、ｘ軸の方向に延在すると共に、下ローラ駆動モータ１１０からの駆動力により、ｘ軸の方向に延在する回転軸Ｃ４を回転中心としてその周りに回転自在であって、充分な機械的強度及び耐摩耗性を有する単一又は複合の部材から成る。なお、下成形ローラ６２は、ｘ軸の方向に平行に複数個配設されることが好ましく、また、ｘ軸の方向に分割される等の態様で複数個設けられてもかまわない。

下補助ローラ６４は、下成形ローラ６２に対する補助ローラであり、下成形ローラ６２の側方及び下方でそれに常時当接する。下補助ローラ６４は、ｘ軸の方向に延在すると共に、下成形ローラ６２の回転に従動して、ｘ軸の方向に延在する回転軸Ｃ５を回転中心としてその周りに回転自在であって、充分な機械的強度及び耐摩耗性を有する単一又は複合の部材から成る。なお、下補助ローラ６４は、下成形ローラ６２の側方及び下方に複数個配設されることが好ましく、それらの径が異なっていてもかまわない。また、求められる加工精度との兼ね合い等では、下補助ローラ６４を省略してもかまわない。

下ローラホルダ６６は、典型的には金属製であり、下成形ローラ６２及び下補助ローラ６４をそれらが対応する回転軸Ｃ４及びＣ５で回転自在なように保持する。下ローラホルダ６６は、上方に開いてその開口部から下成形ローラ６２及びその側方に位置する下補助ローラ６４の各々の一部を露出させる。

下ローラサポート６８は、典型的には金属製であり、下ローラホルダ６６の下方でそれを載置して支持する。下ローラサポート６８は、典型的には矩形状のブロック体であり、その下面から上方に陥設されると共にｘ軸の方向に延在する下挿入溝６９を有する。なお、下挿入溝６９は、ｘ軸の方向に複数個設けられる挿入凹部であってもかまわない。

下ローラサポートホルダ７０は、典型的には金属製であり、基台１０上に載置されて固設され、その上面が下ローラサポート６８の下面に当接してそれを保持する。下ローラサポートホルダ７０は、典型的には矩形状のブロック体であり、その上面から上方に突設されると共にｘ軸の方向に延在する下挿入凸部７１を有する。下挿入凸部７１は、下ローラサポート６８の下挿入溝６９に挿入自在である。なお、下ローラサポート６８の下挿入溝６９がｘ軸の方向に複数個設けられる挿入凹部である場合には、それに対応して、下ローラサポートホルダ７０の下挿入凸部７１をｘ軸の方向に複数個設ける構成とすればよい。

昇降機構７２は、下ローラサポート６８に対して設けられ、基台１０上に載置されて固定されるシリンダ７４と、シリンダ７４内に装着されて上下方向に移動自在である昇降ピストン７５と、昇降ピストン７５の上端部が連結されると共に下ローラサポート６８のｙ軸の方向の側部に隣接して配設されるピストン受け部材７６と、を備える。昇降ピストン７５は、図示を省略する圧力源からシリンダ７４内に印加される空気圧や油圧等の圧力に応じて、上下方向に移動自在である。シリンダ７４、昇降ピストン７５及びピストン受け部材７６から成る１個の昇降ユニットは、典型的には下ローラサポート６８のｙ軸の方向の両側部に複数個配設される。

昇降ピストン７５が最も降下した位置にある状態では、下ローラサポート６８がその下面を下ローラサポートホルダ７０の上面に当接した下方の固定位置をとる。つまり、この際、下ローラサポート６８は、下ローラサポートホルダ７０に対して係止状態になり、下ローラサポート６８の下挿入溝６９には、下ローラサポートホルダ７０の下挿入凸部７１が挿入される。一方で、昇降ピストン７５が最も上昇した位置にある状態では、下ローラサポート６８がその下面が下ローラサポートホルダ７０の上面から離間した上方の引き出し可能位置をとる。つまり、この際、下ローラサポート６８は、下ローラサポートホルダ７０に対して非係止状態になる。なお、重量物を移動するための強度等を増大するために装置全体の構成は大がかりなものとなるが、下ローラサポートホルダ７０に対する下ローラサポート６８の係止／非係止状態を規定する昇降機構は、カムロック機構やリンクロック機構等の機構的なロック機構で代替してもかまわない。また、装置全体のサイズが大きくなってその構成も煩雑になるが、下ローラサポート６８が下ローラサポートホルダ７０に対して非係止状態となる引き出し可能位置を、下ローラサポート６８が下ローラサポートホルダ７０に対して係止状態になる固定位置よりも下方に設定することも可能である。

下回転ローラ７８は、下ローラサポート６８の下部の下方に位置するようにピストン受け部材７６に配設される。下回転ローラ７８は、ｙ軸の方向に延在する回転軸Ｃ６を回転中心としてその周りに回転自在である。下回転ローラ７８は、下ローラサポート６８が下ローラサポートホルダ７０に保持された下方の固定位置をとる際には、下ローラサポート６８の下面から離間する一方で、下ローラサポート６８が下ローラサポートホルダ７０から解放された上方の引き出し可能位置をとる際には、下ローラサポート６８下面に当接して下ローラサポート６８を載置する。下回転ローラ７８は、典型的にはｘ軸の方向に複数個配設される。

また、上ローラ駆動モータ１００は、上成形ローラ３２用の駆動モータであり、フレーム２０に装着されると共に、上駆動伝達軸１０２及び上カップリング１０４を介して、上成形ローラ３２の回転軸Ｃ１に対して回転力を印加自在である。下ローラ駆動モータ１１０は、下成形ローラ６２用の駆動モータであり、フレーム２０に装着されると共に、下駆動伝達軸１１２及び下カップリング１１４を介して、下成形ローラ６２の回転軸Ｃ４に対して回転力を印加自在である。下ローラ加圧モータ１２０は、下成形ローラ６２用の加圧モータであり、フレーム２０に装着されると共に、加圧駆動伝達軸１２２を介して下ローラサポートホルダ７０を上方に押圧することにより、下成形ローラ６２を上成形ローラ３２に対して加圧自在である。ここで、上カップリング１０４は、上駆動伝達軸１０２と上成形ローラ３２の回転軸Ｃ１との結合を断続自在である。下カップリング１１４は、下駆動伝達軸１１２と下成形ローラ６２の回転軸Ｃ４との結合を断続自在である。

以上の構成を有するロール成形装置１は、以下のようなロール成形工程を実行する。以下、更に図７をも参照して、ロール成形装置１によるロール成形工程につき、詳細に説明する。なお、かかるロール成形工程は、操作者による手動工程又は図示を省略するコントローラの制御による自動工程、若しくはかかる手動工程及び自動工程の組み合わせにより実現可能である。

図７は、本実施形態におけるロール成形装置１によるロール成形工程を示す模式図であり、図７（ａ）から図７（ｆ）にロール成形行程を時系列順に示す。

まず、ロール成形工程を実施する前提として、カム４４の大径部を上下方向に起立された状態とし、上ローラサポート３８が上ローラサポートホルダ４０に係止状態で保持され、かつ、上ローラサポート３８の上挿入凸部３９が上ローラサポートホルダ４０の上挿入溝４１に挿入された上ローラサポート３８の上方の固定位置をとる。併せて、昇降ピストン７５を最も降下した位置に停止させて、下ローラサポート６８をその下面が下ローラサポートホルダ７０の上面に当接させた状態とし、下ローラサポート６８が下ローラサポートホルダ７０に係止状態で保持され、かつ、下ローラサポートホルダ７０の下挿入凸部７１が下ローラサポート６８の下挿入溝６９に挿入された下ローラサポート６８の下方の固定位置をとる。この際、上ローラ駆動モータ１００の駆動力を、上駆動伝達軸１０２及び接続状態の上カップリング１０４を介して上成形ローラ３２の回転軸Ｃ１に伝達し、上成形ローラ３２を回転駆動すると共に、下ローラ駆動モータ１１０の駆動力を、下駆動伝達軸１１２及び接続状態の下カップリング１１４を介して、下成形ローラ６２の回転軸Ｃ４に伝達し、下成形ローラ６２を上成形ローラ３２とは反対方向に回転駆動する。

この状態で、図７（ａ）に示すように、典型的には鋼板である加工対象部材Ｗの一端部を、上成形ローラ３２と下成形ローラ６２との間に導入する。このように、加工対象部材Ｗの一端部が上成形ローラ３２と下成形ローラ６２との間に導入されたならば、下ローラ加圧モータ１２０の駆動力を、加圧駆動伝達軸１２２を介して下ローラサポートホルダ７０に伝達してそれを上方に押圧することにより、下成形ローラ６２を上成形ローラ３２に対して押圧させる。

すると、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、上成形ローラ３２及び下成形ローラ６２の駆動力により加工対象部材Ｗをｙ軸の正方向に進めていくと、上成形ローラ３２及び下成形ローラ６２の間の各々の回転周速度の差等により、加工対象部材Ｗの一端部側の半体部は、上方に湾曲していく。

ここで、図７（ｄ）に示すように、加工対象部材Ｗの他端部が上成形ローラ３２及び下成形ローラ６２の間に至ると、上ローラ駆動モータ１００及び下ローラ駆動モータ１１０を一旦停止する。

その後、図７（ｅ）に示すように、上ローラ駆動モータ１００及び下ローラ駆動モータ１１０を各々反対方向に回転させて加工対象部材Ｗをそれまでと反対方向のｙ軸の負方向に進めていくと、加工対象部材Ｗの他端部側の半体部も上方に湾曲していく。

そして、図７（ｆ）に示すように、加工対象部材Ｗの中央部が上成形ローラ３２及び下成形ローラ６２の間に至ると、上ローラ駆動モータ１００及び下ローラ駆動モータ１１０を停止して、筒壁の端部同士が離間してはいるが筒状に成形された加工対象部材Ｗが得られる。

その後、筒状の加工対象部材Ｗをロール成形装置１から排出して、それに図示を省略する所要の後加工を施せば、最終品としてのパイプ部材が得られることになる。

さて、以上の構成でロール成形を行うロール成形装置１は、以下のような取り外し工程を実行することにより、上ローラユニット３０及び下ローラユニット６０を簡便に取り外すことが可能である。以下、更に図８から図１２をも参照して、上ローラユニット３０及び下ローラユニット６０を取り外す取り外し工程につき、詳細に説明する。なお、かかる取り外し工程は、操作者による手動工程又は図示を省略するコントローラの制御による自動工程、若しくはかかる手動工程及び自動工程の組み合わせにより実現可能である。また、必要に応じて、上ローラユニット３０及び下ローラユニット６０の一方のみを取り外すようにし、対応してカムロック機構４２や昇降機構７２といった係止機構の対応するものを省略してもかまわない。

図８は、本実施形態におけるロール成形装置１の上ローラユニット３０の取り外し工程を示す上ローラユニット３０の拡大側面図であり、図８（ａ）は、装着状態の上ローラユニット３０を示し、図８（ｂ）は、取り外し途中の上ローラユニットを示す。図９（ａ）は、位置的には図３に対応する図８（ａ）のＺ１−Ｚ１断面図であり、図９（ｂ）は、位置的には図９（ａ）に対応する図８（ｂ）のＺ１−Ｚ１断面図である。図１０（ａ）は、位置的には図４に対応する図８（ａ）のＺ２−Ｚ２断面図であり、図１０（ｂ）は、位置的には図１０（ａ）に対応する図８（ｂ）のＺ２−Ｚ２断面図である。また、図１１は、本実施形態におけるロール成形装置１の下ローラユニット６０の取り外し工程を示す下ローラユニット６０の拡大側面図であり、図１１（ａ）は、装着状態の下ローラユニット６０を示し、図１１（ｂ）は、取り外し途中の下ローラユニット６０を示す。図１２（ａ）は、位置的には図６に対応する図１１（ａ）のＺ３−Ｚ３断面図であり、図１２（ｂ）は、位置的には図１２（ａ）に対応する図１１（ｂ）のＺ３−Ｚ３断面図である。

まず、上ローラユニット３０の取り外し工程においては、上ローラユニット３０の各構成要素の組付け状態を、図８（ａ）、図９（ａ）及び図１０（ａ）に示す状態から図８（ｂ）、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示す状態に遷移させる。

つまり、図８（ａ）、図９（ａ）及び図１０（ａ）に示す上ローラユニット３０の組付け状態においては、上ローラユニット３０は、ロール成形時の組付け状態にあり、具体的には、カム４４の大径部は上下方向に起立された状態とされ、上ローラサポート３８が上ローラサポートホルダ４０に係止状態で保持されて上ローラサポート３８の上挿入凸部３９が上ローラサポートホルダ４０の上挿入溝４１に挿入された上方の固定位置となっている。この際、上カップリング１０４は、上ローラ駆動モータ１００の駆動力を上成形ローラ３２の回転軸Ｃ１に伝達するように、上駆動伝達軸１０２と上成形ローラ３２の回転軸Ｃ１とを結合した接続状態にある。

ついで、図８（ｂ）、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示すように、上カップリング１０４を、上成形ローラ３２の回転軸Ｃ１が上ローラ駆動モータ１００から切断される非接続状態に切り替えながら、カム４４を回転してその小径部を上下方向に起立させて、上ローラサポート３８を上ローラサポートホルダ４０から解放して降下させ、上ローラサポート３８が引き出し可能な下方の非係止位置をとらせる。この際、上ローラサポート３８の上部の下面は、上回転ローラ５０上に載置されると共に、上ローラサポート３８の上挿入凸部３９は、上ローラサポートホルダ４０の上挿入溝４１から下方に抜けて解放される。この際、上成形ローラ３２の下端部は、下成形ローラ６２及び下補助ローラ６４の上端部から若干上方に位置する。

そして、かかる状態の上ローラサポート３８の上部の下面を上回転ローラ５０で転支しながら、上ローラサポート３８をｘ軸の方向（典型的には上ローラ駆動モータ１００の配設位置の反対側のｘ軸の正方向）に引き抜くことにより、上ローラユニット３０の上成形ローラ３２、上補助ローラ３４、上ローラホルダ３６及び上ローラサポート３８がロール成形装置１から引き抜かれて、それらを取り外すことができることになる。なお、上ローラサポート３８が引き出し可能な下方の非係止位置をとった際に、上ローラサポート３８の上挿入凸部３９の一部を上ローラサポートホルダ４０の上挿入溝４１内に残しておいてもよく、かかる場合には、それらを上ローラサポート３８を引き抜く際のガイドとして使用することが可能となる。また、上ローラサポート３８を引き抜く際の移動距離が増えること等を厭わなければ、ｘ軸に対して偏角した方向に上ローラサポート３８を引き抜くことも可能である。また、再び同種又は異種の上成形ローラ３２等を含む上成形ローラ３２、上補助ローラ３４、上ローラホルダ３６及び上ローラサポート３８をロール成形装置１に装着するには、以上の工程と逆の工程を実行すればよい。

次に、下ローラユニット６０の取り外し工程においては、下ローラユニット６０の各構成要素の組付け状態を、図１１（ａ）及び図１２（ａ）に示す状態から図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）に示す状態に遷移させる。

つまり、図１１（ａ）及び図１２（ａ）に示す下ローラユニット６０の組付け状態においては、下ローラユニット６０は、ロール成形時の組付け状態にあり、具体的には、昇降ピストン７５は最も降下した位置に停止されて、下ローラサポート６８をその下面が下ローラサポートホルダ７０の上面に当接された状態とされ、下ローラサポート６８が下ローラサポートホルダ７０に係止状態で保持されて下ローラサポートホルダ７０の下挿入凸部７１が下ローラサポート６８の下挿入溝６９に挿入された下ローラサポート６８の下方の固定位置となっている。この際、下カップリング１１４は、下ローラ駆動モータ１１０の駆動力を下成形ローラ６２の回転軸Ｃ４に伝達するように、下駆動伝達軸１１２と下成形ローラ６２の回転軸Ｃ４とを結合した接続状態にある。

ついで、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）に示すように、下カップリング１１４を、下成形ローラ６２の回転軸Ｃ４が下ローラ駆動モータ１１０から切断される非接続状態に切り替えながら、昇降ピストン７５を上昇してそれを最も上昇した位置にし、下ローラサポート６８の下面に当接した下回転ローラ７８で下ローラサポート６８を押し上げて、下ローラサポート６８の下面を下ローラサポートホルダ７０の上面から離間させ、下ローラサポート６８が引き出し可能な上方の非係止位置をとらせる。この際、下ローラサポート６８の下面は、下回転ローラ７８上に載置されると共に、下ローラサポート６８の下挿入溝６９は、下ローラサポートホルダ７０の下挿入凸部７１から上方に抜けて解放される。

そして、かかる状態の下ローラサポート６８の下面を下回転ローラ７８で転支しながら、下ローラサポート６８をｘ軸の方向（典型的には下ローラ駆動モータ１１０の配設位置の反対側のｘ軸の正方向）に引き抜くことにより、下ローラユニット６０の下成形ローラ６２、下補助ローラ６４、下ローラホルダ６６及び下ローラサポート６８がロール成形装置１から引き抜かれて、それらを取り外すことができることになる。なお、下ローラサポート６８が引き出し可能な上方の非係止位置をとった際に、下ローラサポートホルダ７０の下挿入凸部７１の一部を下ローラサポート６８の下挿入溝６９内に残しておいてもよく、かかる場合には、それらを下ローラサポート６８を引き抜く際のガイドとして使用することが可能となる。また、下ローラサポート６８を引き抜く際の移動距離が増えること等を厭わなければ、ｘ軸に対して偏角した方向に下ローラサポート６８を引き抜くことも可能である。また、再び同種又は異種の下成形ローラ６２等を含む下成形ローラ６２、下補助ローラ６４、下ローラホルダ６６及び下ローラサポート６８をロール成形装置１に装着するには、以上の工程と逆の工程を実行すればよい。また、先に下ローラユニット６０の側を引き抜いてから、上ローラユニット３０の側を引き抜いてもよいし、これらを同時に引き抜いてもよい。

以上、本実施形態の構成によれば、上ローラ保持部材３６、３８及び下ローラ保持部材６６、６８の少なくとも一方に上下方向で異なる係止位置及び非係止位置を与える係止機構４２、７２が、上ローラ保持部材３６、３８及び下ローラ保持部材６６、６８の少なくとも一方に非係止位置を与えた状態で、上成形ローラ３２と下成形ローラ６２とが協働して加工対象部材Ｗにロール成形を施す際の加工対象部材Ｗの送り方向と交差する方向に、上ローラユニット３０の上成形ローラ３２及び上ローラ保持部材３６、３８、並びに下ローラユニット６０の下成形ローラ６２及び下ローラ保持部材６６、６８の対応するものを引き抜き可能な状態とすることにより、ローラユニット３０、６０の引き抜き時に加工対象部材Ｗの導入、送り及び排出領域への重複が発生しない態様で装置構成の大型化を避けながら、簡便な構成で迅速に、使用していた成形ローラやその関連部品を取り外した後に別の成形ローラやその関連部品を取り付けることができる。

また、係止機構４２、７２が、上ローラ保持部材３６、３８に上下方向で異なる上ローラサポートホルダ４０に対する係止位置及び非係止位置を与える第１の係止機構４２と、下ローラ保持部材６６、６８に上下方向で異なる下ローラサポートホルダ７０に対する係止位置及び非係止位置を与える第２の係止機構７２と、を有し、第１の係止機構４２が、上ローラ保持部材３６、３８に非係止位置を与えた状態で、上成形ローラ３２と下成形ローラ６２とが協働して加工対象部材Ｗにロール成形を施す際の加工対象部材Ｗの送り方向と交差する方向に、上成形ローラ３２及び上ローラ保持部材３６、３８を一体で引き抜き可能な状態とし、第２の係止機構７２が、下ローラ保持部材６６、６８に非係止位置を与えた状態で、加工対象部材Ｗの送り方向と交差する方向に、下成形ローラ６２及び下ローラ保持部材６６、６８を一体で引き抜き可能な状態とすることにより、上下双方の成形ローラ３２、６２及びローラ保持部材３６、３８、６６、６８の引き抜き時に加工対象部材Ｗの導入、送り及び排出領域への重複が発生しない態様で装置構成の大型化を避けながら、簡便な構成で迅速に、使用していた上下双方の成形ローラ等を取り外した後に別の上下双方の成形ローラ等を取り付けることができる。

また、第１の係止機構４２が、上ローラ保持部材３６、３８に係止位置よりも下方に非係止位置を与え、第２の係止機構７２は、下ローラ保持部材６６、６８に係止位置よりも上方に非係止位置を与えることにより、上下双方の成形ローラ３２、６２と加工対象部材Ｗの導入、送り及び排出領域との間の空間を有効利用して装置構成の大型化を避けながら、簡便な構成で迅速に、使用していた上下双方の成形ローラ等を取り外した後に別の上下双方の成形ローラ等を取り付けることができる。

また、第１の係止機構４２が、上ローラ保持部材３６、３８に非係止位置を与えた状態で、上成形ローラ３２と下成形ローラ６２とが協働して加工対象部材Ｗにロール成形を施す際の加工対象部材Ｗの送り方向と直交する方向に、上成形ローラ３２及び上ローラ保持部材３６、３８を引き抜き可能な状態とし、第２の係止機構７２が、下ローラ保持部材６６、６８に非係止位置を与えた状態で、加工対象部材Ｗの送り方向と直交する方向に、下成形ローラ６２及び下ローラ保持部材６６、６８を引き抜き可能な状態とすることにより、上下双方の成形ローラ３２、６２及びローラ保持部材３６、３８、６６、６８の引き抜き時に加工対象部材Ｗの導入、送り及び排出領域への重複がより確実に発生しない態様で装置構成の大型化を避けながら、簡便な構成で迅速に、使用していた上下双方の成形ローラ等を取り外した後に別の上下双方の成形ローラ等を取り付けることができる。

また、第１の係止機構４２が、機構的なロック機構であり、第２の係止機構７２が、圧力を用いた昇降機構であることにより、上下双方の成形ローラ３２、６２に最適な態様でより確実に係止位置及び非係止位置を与えることができ、簡便な構成で迅速に、使用していた上下双方の成形ローラ等を取り外した後に別の上下双方の成形ローラ等を取り付けることができる。

なお、本発明は、部材の形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明においては、簡便な構成で迅速に、使用していた成形ローラやその関連部品を取り外した後に別の成形ローラやその関連部品を取り付けることができるロール成形装置を提供することができるものであるため、その汎用普遍的な性格から広範に車両等の移動体の車体の強度部材の製造の分野に適用され得るものと期待される。

１…ロール成形装置
１０…基台
２０…フレーム
３０…上ローラユニット
３２…上成形ローラ
３４…上補助ローラ
３６…上ローラホルダ
３８…上ローラサポート
３９…上挿入凸部
４０…上ローラサポートホルダ
４１…上挿入溝
４２…カムロック機構
４４…カム
５０…上回転ローラ
６０…下ローラユニット
６２…下成形ローラ
６４…下補助ローラ
６６…下ローラホルダ
６８…下ローラサポート
６９…下挿入溝
７０…下ローラサポートホルダ
７１…下挿入凸部
７２…昇降機構
７４…シリンダ
７５…昇降ピストン
７６…ピストン受け部材
７８…下回転ローラ
１００…上ローラ駆動モータ
１０２…上駆動伝達軸
１０４…上カップリング
１１０…下ローラ駆動モータ
１１２…下駆動伝達軸
１１４…下カップリング
１２０…下ローラ加圧モータ
１２２…加圧駆動伝達軸
Ｗ…加工対象部材
Ｃ１からＣ６、ＣＣ…回転軸

Claims (5)

1. 上成形ローラ、前記上成形ローラを回転自在に保持する上ローラ保持部材、及び前記上ローラ保持部材を支持する上ローラサポートホルダを有する上ローラユニットと、
   前記上成形ローラと協働して加工対象部材にロール成形を施す下成形ローラと、前記下成形ローラを回転自在に保持する下ローラ保持部材、及び前記下ローラ保持部材を支持する下ローラサポートホルダを有する下ローラユニットと、
   前記上ローラ保持部材及び前記下ローラ保持部材の少なくとも一方に上下方向で異なる係止位置及び非係止位置を与える係止機構と、
   を備えたロール成形装置であって、
   前記係止機構は、前記上ローラ保持部材及び前記下ローラ保持部材の前記少なくとも一方に前記非係止位置を与えた状態で、前記上成形ローラと前記下成形ローラとが協働して前記加工対象部材に前記ロール成形を施す際の前記加工対象部材の送り方向と交差する方向に、前記上ローラユニットの前記上成形ローラ及び前記上ローラ保持部材、並びに前記下ローラユニットの前記下成形ローラ及び前記下ローラ保持部材の対応するものを引き抜き可能な状態とするロール成形装置。
2. 前記係止機構は、前記上ローラ保持部材に上下方向で異なる前記上ローラサポートホルダに対する係止位置及び非係止位置を与える第１の係止機構と、前記下ローラ保持部材に上下方向で異なる前記下ローラサポートホルダに対する係止位置及び非係止位置を与える第２の係止機構と、を有し、
   前記第１の係止機構は、前記上ローラ保持部材に前記非係止位置を与えた状態で、前記送り方向と交差する方向に、前記上成形ローラ及び前記上ローラ保持部材を一体で引き抜き可能な状態とし、
   前記第２の係止機構は、前記下ローラ保持部材に前記非係止位置を与えた状態で、前記送り方向と交差する方向に、前記下成形ローラ及び前記下ローラ保持部材を一体で引き抜き可能な状態とする請求項１に記載のロール成形装置。
3. 前記第１の係止機構は、前記上ローラ保持部材に前記係止位置よりも下方に前記非係止位置を与え、
   前記第２の係止機構は、前記下ローラ保持部材に前記係止位置よりも上方に前記非係止位置を与える請求項２に記載のロール成形装置。
4. 前記第１の係止機構は、前記上ローラ保持部材に前記非係止位置を与えた状態で、前記上成形ローラと前記下成形ローラとが協働して前記加工対象部材に前記ロール成形を施す際の前記加工対象部材の送り方向と直交する方向に、前記上成形ローラ及び前記上ローラ保持部材を引き抜き可能な状態とし、
   前記第２の係止機構は、前記下ローラ保持部材に前記非係止位置を与えた状態で、前記送り方向と直交する方向に、前記下成形ローラ及び前記下ローラ保持部材を引き抜き可能な状態とする請求項２又は３に記載のロール成形装置。
5. 前記第１の係止機構は、機構的なロック機構であり、前記第２の係止機構は、圧力を用いた昇降機構である請求項２から４のいずれかに記載のロール成形装置。

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