JP2016203226A - ロール成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で金属板の厚さに対応でき、成形効率に優れたロール成形装置を提供する。
【解決手段】ロール成形装置１０は、ロール成形ラインに沿って複数のロール成形機１１を配置し、各ロール成形機１１に帯状の金属板１４を通過させて折曲げ加工された成形品を製造する。複数のロール成形機１１のうち少なくとも一部のロール成形機１１は、その上部ロール１６が回動軸２３を中心にして回動可能に構成され、上部ロール１６の外周部が金属板１４の折曲げ部１４ａに接触して金属板１４を折曲げ加工するスイング式ロール成形機１１ａである。前記回動軸２３はロール成形ラインに沿って延びるとともに、上部ロール１６は金属板１４の平坦なウェブ１８の直交面に対して傾斜して配置され、上部ロール１６の外周部が金属板１４の折曲げ部１４ａに対して斜め方向から接触するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロール成形ラインに沿って配置されたロール成形機に帯状の金属板を通して折曲げ加工し、平坦なウェブの両側部にフランジ部を有する溝形鋼やそのフランジ部の端部にリップ部を有するリップ付き溝形鋼を成形するためのロール成形装置に関する。

一般にロール成形装置において、例えば平坦なウェブの両側部にフランジ部が形成された溝形鋼は、上下一対のロールが多段配置されたロール成形機により、折曲げ角度が次第に大きくなるようにして段階的に成形される。各ロール成形機では、金属板の厚さに対応するため上部位置のロールが上下動可能に構成され、金属板の厚さに合せるようにロールが上下方向に移動調節される。

この種のロール成形方法が例えば特許文献１に開示されている。このロール成形方法は平坦なウェブの両側にフランジ部を有する溝形断面材を成形する方法であって、最大厚みの溝形断面材が成形可能に設計されたロールを備えている。そして、最大厚みより薄い溝形断面材を成形する場合には、粗成形領域の後半から仕上げ成形領域の間において、ウェブ及びフランジ部のロール隙間とコーナ部内側の半径が溝形断面材の厚みに応じて設計されたロールが用いられる。

具体的には、ロールの両端が支持される上下軸間の距離を調整することにより、ロールのウェブ位置におけるギャップを、溝形断面材のウェブの厚みに対応させるようになっている。また、溝形断面材の両側端部の２つの曲げ部を曲げ加工する一対の成形スタンド群をそれぞれ、溝形断面材の流れ方向に直交する水平方向に移動可能に構成し、溝形断面材のウェブの幅に応じて２つの曲げ部の間隔を調整できるように構成されている。

特開２００９−７２８０５号公報

前記特許文献１に記載されている従来構成のロール成形方法においては、厚さが異なる複数の溝形断面材を成形する場合、ロールを支持する上下軸間の距離を、その都度ロール毎に溝形断面材のウェブの厚さに対応させて調整しなければならない。このため、溝形断面材の厚さが変更される毎に各ロールの上下軸を微調整する作業が面倒で、相当な作業時間が必要であり、作業効率が悪いという問題があった。

そこで、本発明の目的とするところは、簡易な構成で金属板の厚さに対応でき、成形効率に優れたロール成形装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のロール成形装置は、ロール成形ラインに沿って複数のロール成形機を配置し、各ロール成形機に帯状の金属板を通過させて折曲げ加工された成形品を製造するロール成形装置であって、前記複数のロール成形機のうち少なくとも一部のロール成形機は、そのロールがロール成形機の支持体に設けられた回動軸を中心にして回動可能に構成され、ロールの外周部が金属板の折曲げ部に接触して金属板を折曲げ加工するスイング式ロール成形機である。

前記回動軸はロール成形ラインに沿って延びるとともに、ロールは金属板の平坦なウェブの直交面に対して傾斜して配置され、ロールの外周部が金属板の折曲げ部に対して斜め方向から接触するように構成されることが好ましい。

前記ロールの外周部のうち、金属板の折曲げ部に接触する部分にエッジが形成されていることが好ましい。
前記複数のロール成形機のうち、金属板の折曲げ角度が大きくなるほどロール成形機がスイング式ロール成形機で形成されていることが好ましい。

前記複数のロール成形機のうち、金属板の折曲げ角度が９０°の成形品を成形する場合に、金属板の折曲げ角度が４５°以上の折曲げを行うロール成形機がスイング式ロール成形機で形成されていることが好ましい。

前記成形品は、金属板の折曲げ角度が９０°の溝形鋼又はリップ部を有するリップ溝形鋼であることが好ましい。
前記スイング式ロール成形機は、下部ロール及び上部ロールを金属板側へ付勢する付勢部材を備えていることが好ましい。

本発明のロール成形装置によれば、簡易な構成で金属板の厚さに対応でき、成形効率に優れているという効果を奏する。

実施形態における第１０段のスイング式ロール成形機を示す部分破断正面図。 第１０段のスイング式ロール成形機の要部を拡大して示す断面図。 第１０段のスイング式ロール成形機の全体を示す正面図。 （ａ）は帯状の金属板にリップ部を成形する状態を示す説明図、（ｂ）は帯状の金属板にリップ部を成形した後、フランジ部を成形する状態を示す説明図。 成形品としてのリップ溝形鋼を示す説明図。 第６段のロール成形機を示す部分破断正面図。 第１９段のスイング式ロール成形機を示す要部拡大断面図。 第２３段のスイング式ロール成形機を示す要部拡大断面図。

以下、本発明の実施形態を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
図３に示すように、本実施形態のロール成形装置１０は、ロール成形機１１がベース１２上において左右に一対対向して配置され、接近又は離間できるようにローラ１３により移動可能に構成されている。これらのロール成形機１１は、帯状の金属板（鋼板）１４のロール成形ライン（図の紙面に直交する方向）に沿って多数段に配列されている。前記ロール成形機１１のロール１５は、上部ロール１６と下部ロール１７とで構成され、上部ロール１６と下部ロール１７との間に金属板１４が挟着されて折曲げ成形される。

図５に示すように、本実施形態のロール成形装置１０では、成形品として平坦なウェブ１８の両側端部にフランジ部１９を介してリップ部２０が折曲げ形成されたリップ溝形鋼２１が成形される。ウェブ１８とフランジ部１９との間及びフランジ部１９とリップ部２０との間は９０°に折曲げ加工される。また、リップ部２０の幅は、フランジ部１９の幅より狭く成形される。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ロール成形装置１０において、第１段〜第１０段のロール成形機１１により金属板１４の両側端部にリップ部２０が成形され、第１１段〜第２３段のロール成形機１１によりウェブ１８の両側端部にフランジ部１９が成形される。ロール成形機１１の段数は、金属板１４の厚さ等に応じて適宜設定される。

第１段〜第７段のロール成形機１１ではリップ部２０の折曲げ角度αが０°〜９０°に到るまで順に折曲げ加工され、第８段〜第１０段のロール成形機１１ではリップ部２０の折曲げ角度αが９０°に折曲げ加工されるとともに、精密加工が施される。なお、第８段〜第１０段のロール成形機１１は同一形状のロール１５が使用される。

前記第１１段〜第１９段のロール成形機１１では、フランジ部１９の折曲げ角度βが０°〜９０°に到るまで順に折曲げ加工され、第２０段〜第２３段のロール成形機１１では、フランジ部１９の折曲げ角度βが９０°に折曲げ加工されるとともに、精密加工が施される。なお、第１９段〜第２１段のロール成形機１１は同一形状のロール１５が使用される。

図１に示すように、例えば第１０段のスイング式ロール成形機１１ａにおいては、鉛直方向に延びる外端側の第１支持体２２にはロール成形ラインに沿って延びる回動軸２３が支持され、その回動軸２３に上部ロール１６の支持アーム２４の基端部が回動可能に支持されている。前記支持アーム２４の先端部にはロール取付部材２５が固定され、そのロール取付部材２５の内端側（図１の右側）には上部ロール１６が取付けられている。この上部ロール１６は、ロール取付部材２５に対して内端側ほど水平方向より下に位置するように傾斜して固定された支軸２６に対して回転可能に支持されている。

この上部ロール１６は金属板１４のウェブ１８の直交面（鉛直面）に対して傾斜して配置され、図１の二点鎖線に示すように、その状態で前記回動軸２３を中心にしてスイングできるように構成されている。そして、上部ロール１６の外周部が金属板１４の折曲げ部１４ａに対して斜め上方向から接触し、金属板１４を折曲げ加工する。前記上部ロール１６の外周部のうち、金属板１４の折曲げ部１４ａに接触する部分にエッジ１６ａが形成され、金属板１４の折曲げ部１４ａを９０°に精度良く加工できるようになっている。

図２の二点鎖線に示すように、金属板１４の厚さが厚くなるように変更された場合には、上部ロール１６は回動軸２３を中心にして回動可能に構成されていることから、上部ロール１６は図２の反時計方向にスイングすることができる。このため、スイング式ロール成形機１１ａでは、金属板１４の厚さの変更に対して上部ロール１６をスイングするだけで簡単に対応することができる。例えば、このスイング式ロール成形機１１ａは、厚さが０．８〜４．５ｍｍの金属板１４に対応することができる。

図１及び図３に示すように、第８〜第１０段のロール成形機１１はスイング式ロール成形機１１ａによって構成されている。すなわち、金属板１４の折曲げ角度αが大きくなるほどロール成形機１１がスイング式ロール成形機１１ａで形成される。この場合、金属板１４の折曲げ角度αが９０°の成形品を成形する場合、金属板１４の折曲げ角度αが４５°以上の折曲げを行うロール成形機１１をスイング式ロール成形機１１ａで形成することが好ましい。このように構成すれば、金属板１４の折曲げを精度良く、しかも効率良く成形を遂行することができる。

図１に示すように、鉛直方向に延びる内端側の第２支持体２７は支持アーム２４の中間部に設けられた貫通孔２８に挿通され、その状態で支持アーム２４が回動可能になっている。前記第２支持体２７側に支持された支持部材２９と支持アーム２４に固定された可動部材３０との間には、付勢部材としての第１皿ばね３１が介装されている。この第１皿ばね３１により、支持アーム２４すなわち上部ロール１６が下方へ付勢され、金属板１４のウェブ１８を下方へ押圧している。

また、下部ロール１７はその回転軸３２に対して回転可能に支持されている。下部ロール１７の端部と回転軸３２の係止突部３３との間にも、付勢部材としての第２皿ばね３４が介装されている。この第２皿ばね３４により、下部ロール１７の一部を構成する下部補助ロール１７ｂが金属板１４側の側方へ付勢され、金属板１４のリップ部２０を側方へ押圧している。

次に、図６に示すように、第６段のロール成形機１１における外端部の第１支持体には、水平方向に延びる支持アーム２４の基端部が上下動可能に支持されている。この支持アーム２４の先端部には上部ロール１６が鉛直方向、すなわち金属板１４のウェブ１８の直交面に沿って延び、回転可能に取付けられている。前記上部ロール１６と下部ロール１７との対向面はそれぞれ傾斜面１６ｂ及び斜状面１７ａとなり、それらの傾斜面１６ｂ及び斜状面１７ａの傾斜角度がそれぞれ６５°に設定されている。そして、上部ロール１６の傾斜面１６ｂと下部ロール１７の斜状面１７ａとの間に金属板１４が挟入されて折曲げ角度αが６５°に成形される。

前記第２支持体２７に支持された支持部材２９と支持アーム２４に固定された可動部材３０との間には第１皿ばね３１が介装され、支持アーム２４すなわち上部ロール１６が下方へ付勢されている。また、下部ロール１７の端部と回転軸３２の係止突部３３との間にも第２皿ばね３４が介装され、下部ロール１７が金属板１４側の側方へ付勢されている。

前記第１〜第７段のロール成形機１１は、第６段のロール成形機１１のように上部ロール１６がスイングしない構造の非スイング式ロール成形機１１ｂによって構成されている。

次いで、図７に示すように、第１９段のスイング式ロール成形機１１ａについて説明する。前記上部ロール１６は、支持アーム２４の先端部に固定されたロール取付部材の外端側に支持されている。この上部ロール１６は、外端側ほど水平線より高くなるようにロール取付部材２５に傾斜して固定された支軸２６に対して回転可能に支持されている。上部ロール１６の外周部の先端縁にはエッジ１６ａが形成され、そのエッジ１６ａが金属板１４の折曲げ部１４ａに接触して折曲げ角度βを７５°に設定するようになっている。

前記ロール取付部材２５の先端部の外端側には切欠き部３５が形成され、その切欠き部３５に上部ロール１６が配置されている。このため、上部ロール１６が金属板１４のフランジ部１９に干渉しないようになっている。

続いて、図８に示すように、第２３段のスイング式ロール成形機１１ａについて説明する。前記上部ロール１６は、第１９段のスイング式ロール成形機１１ａと同様にロール取付部材２５の外端側に支持され、ロール取付部材２５に傾斜して固定された支軸２６の傾斜角度は、上部ロール１６が金属板１４のフランジ部１９に接触しないように、第１９段の上部ロール１６よりも大きく設定されている。上部ロール１６の外周部の先端縁にはエッジ１６ａが形成され、そのエッジ１６ａが金属板１４の折曲げ部１４ａに接触して折曲げ角度βを９０°に設定するようになっている。

前記ロール取付部材２５の先端部の外端側には、図７に示す第１９段のスイング式ロール成形機１１ａと同様に切欠き部３５が形成されるとともに、ロール取付部材２５の中間部の外端側には凹部３６が形成されている。この凹部３６により、ロール取付部材２５が金属板１４のリップ部２０に干渉しないように構成されている。

次に、上記のように構成された本実施形態のロール成形装置１０について作用を説明する。
さて、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、リップ溝形鋼２１を成形する場合には、まず第１段〜第１０段のロール成形機１１によって金属板１４の両側端部にリップ部２０を成形した後、第１１段〜第２３段のロール成形機１１によってフランジ部１９を成形する。この場合、リップ部２０の成形において金属板１４の折曲げ角度αの大きい第８段〜第１０段のロール成形機１１及びフランジ部１９の成形において金属板１４の折曲げ角度βの大きい第１９段〜第２３段のロール成形機１１では、スイング式ロール成形機１１ａが採用されている。

図１及び図２に示すように、このスイング式ロール成形機１１ａでは、上部ロール１６は回動軸２３を中心にしてスイングすることができる（図２に示す矢印）。このため、図２の二点鎖線に示すように、金属板１４の厚さが厚くなった場合には、その厚さに応じて上部ロール１６が回動軸２３を中心にして図２の反時計方向に回動することができ、金属板１４の厚さに速やかに対応することができる。そして、上部ロール１６の外周部のエッジ１６ａが金属板１４の折曲げ部１４ａに接触し、金属板１４を所定の折曲げ角度αで精度良く折曲げ成形することができる。

また、第１９段〜第２３段のスイング式ロール成形機１１ａでフランジ部１９を成形する場合にも、第８段〜第１０段のスイング式ロール成形機１１ａでリップ部２０を成形する場合と同様に金属板１４の厚さに速やかに対応することができる。この場合には、上部ロール１６はフランジ部１９やリップ部２０と干渉しないように動作することができる。

以上の実施形態によって発揮される効果を以下にまとめて記載する。
（１）本実施形態のロール成形装置１０において、複数のロール成形機１１のうち少なくとも一部のロール成形機１１は、スイング式ロール成形機１１ａで構成される。このため、各ロール１６、１７を金属板１４の厚さに合せて上下に調節する必要がなく、上部ロール１６を回動させるだけで金属板１４の厚さに簡単に対応させることができる。同時に、上部ロール１６の外周部を金属板１４の折曲げ部１４ａに接触させて金属板１４の折曲げ加工を継続することができる。

従って、本実施形態のロール成形装置１０によれば、簡易な構成で金属板１４の厚さに対応でき、成形効率に優れている。
（２）前記回動軸２３はロール成形ラインに沿って延びるとともに、上部ロール１６は金属板１４の平坦なウェブ１８の直交面に対して傾斜して配置され、上部ロール１６の外周部が金属板１４の折曲げ部１４ａに対して斜め方向から接触するように構成されている。そのため、金属板１４の折曲げ部１４ａのコーナに向かって上部ロール１６の外周部が斜め方向から接触することができ、金属板１４の折曲げ加工を精度良く行うことができる。

（３）前記上部ロール１６の外周部のうち、金属板１４の折曲げ部１４ａに接触する部分にエッジ１６ａが形成されている。従って、金属板１４の折曲げ部１４ａのコーナに上部ロール１６のエッジ１６ａが接触し、折曲げ部１４ａの加工精度を向上させることができる。

（４）前記複数のロール成形機１１のうち、金属板１４の折曲げ角度α、βが大きくなるほどロール成形機１１がスイング式ロール成形機１１ａで形成されている。このため、金属板１４の厚さが厚くなるほど金属板１４の折曲げ加工が難しくなる折曲げ角度α、βの大きいロール成形を、簡易な構成により精度良く実施することができる。

（５）前記複数のロール成形機１１のうち、金属板１４の折曲げ角度α、βが９０°の成形品を成形する場合に、金属板１４の折曲げ角度α、βが４５°以上の折曲げを行うロール成形機１１がスイング式ロール成形機１１ａで形成されている。そのため、金属板１４の折曲げ加工が特に難しくなる折曲げ角度α、βのロール成形を一層容易かつ高精度で行うことができる。

（６）前記成形品は、金属板１４の折曲げ角度α、βが９０°の溝形鋼又はリップ部を有するリップ溝形鋼２１である。従って、折曲げ角度α、βの大きい溝形鋼又はリップ溝形鋼２１を効率良く成形することができる。

（７）前記スイング式ロール成形機１１ａは、上部ロール１６及び下部ロール１７を金属板１４側へ付勢する付勢部材としての第１皿ばね３１及び第２皿ばね３４を備えている。このため、金属板１４の厚さの変更等に一層容易に対応することができる。

なお、前記実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。
・前記成形品として、例えば前記第１段〜第１０段のロール成形機１１を使用し、金属板１４の折曲げ角度αが９０°の溝形鋼を成形してもよい。

・前記実施形態において、リップ部２０を成形するロール成形機１１の段数やフランジ部１９を成形するフランジ部１９の段数を、金属板１４の厚さ等に応じて適宜増減してもよい。

・前記実施形態において、リップ部２０を成形するロール成形機１１のうちのスイング式ロール成形機１１ａの段数やフランジ部１９を成形するロール成形機１１のうちのスイング式ロール成形機１１ａの段数を、金属板１４の厚さ等によって変更してもよい。

１０…ロール成形装置、１１…ロール成形機、１１ａ…スイング式ロール成形機、１４…金属板、１４ａ…折曲げ部、１６…上部ロール、１６ａ…エッジ、１７…下部ロール、１７ｂ…下部ロールを構成する下部補助ロール、１８…ウェブ、２１…成形品としてのリップ溝形鋼、２２…第１支持体、２３…回動軸、３１…付勢部材としての第１皿ばね、３４…付勢部材としての第２皿ばね、α、β…折曲げ角度。

Claims (7)

1. ロール成形ラインに沿って複数のロール成形機を配置し、各ロール成形機に帯状の金属板を通過させて折曲げ加工された成形品を製造するロール成形装置であって、
   前記複数のロール成形機のうち少なくとも一部のロール成形機は、そのロールがロール成形機の支持体に設けられた回動軸を中心にして回動可能に構成され、ロールの外周部が金属板の折曲げ部に接触して金属板を折曲げ加工するスイング式ロール成形機であることを特徴とするロール成形装置。
2. 前記回動軸はロール成形ラインに沿って延びるとともに、ロールは金属板の平坦なウェブの直交面に対して傾斜して配置され、ロールの外周部が金属板の折曲げ部に対して斜め方向から接触するように構成されている請求項１に記載のロール成形装置。
3. 前記ロールの外周部のうち、金属板の折曲げ部に接触する部分にエッジが形成されている請求項２に記載のロール成形装置。
4. 前記複数のロール成形機のうち、金属板の折曲げ角度が大きくなるほどロール成形機がスイング式ロール成形機で形成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロール成形装置。
5. 前記複数のロール成形機のうち、金属板の折曲げ角度が９０°の成形品を成形する場合に、金属板の折曲げ角度が４５°以上の折曲げを行うロール成形機がスイング式ロール成形機で形成されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のロール成形装置。
6. 前記成形品は、金属板の折曲げ角度が９０°の溝形鋼又はリップ部を有するリップ溝形鋼である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のロール成形装置。
7. 前記スイング式ロール成形機は、下部ロール及び上部ロールを金属板側へ付勢する付勢部材を備えている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のロール成形装置。