JP2024008111A - ベンディングロール - Google Patents

Abstract

【課題】平面視扇形の金属板を曲げ成形して円錐台状の成形物とするベンディングロールにおいて、成形物の端部形状不良を防止する。【解決手段】金属板１を曲げ成形するベンディングロール本体１０と、ベンディングロール本体１０へ向けて金属板１を搬入する搬入装置２０と、金属板１を所定のロール軸方向位置に位置決めするアライメント装置３０を連動させて、曲げ成形の開始前および曲げ成形の途中で金属板１を停止させた状態で、各アライメント装置３０の両側のガイドローラ３１を金属板１の幅方向端部に当接させて金属板１を位置決めし、曲げ成形中はガイドローラ３１を金属板１と接触しない位置へ退避させる構成とすることにより、成形物の端部形状不良を確実に防止できるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、上ロールと複数の下ロールの間で平面視扇形の金属板を曲げ成形して円錐台状の成形物とするベンディングロールに関する。

ベンディングロールは、上ロールと複数の下ロールとの間で金属板を挾持した状態で、各下ロールを回転駆動することにより、金属板を曲げ成形する装置である。

上記のようなベンディングロールのうち、平面視扇形の金属板を曲げ成形して円錐台状の成形物とするものでは、通常、金属板が上下ロール間の所定のロール軸方向位置を通過するように金属板を位置決めする位置決め機構を備えている（例えば、特許文献１、２参照。）。

その位置決め機構は、一般に、上下ロールの軸方向の両側に縦向きのガイドローラ等の位置決め部材を配置し、そのうちの少なくとも片側の位置決め部材をロール軸方向に移動可能として、両側の位置決め部材で金属板を挟み付けることにより、金属板をロール軸方向に位置決めする構成となっている。

特開２０００－２８００２９号公報 特開２０１２－２３６２０７号公報

上記のような位置決め機構を備えたベンディングロールは、平面視扇形の金属板をロール軸方向に位置決めした状態、すなわち金属板の幅方向端部に当接させた位置決め部材で金属板のロール軸方向移動を規制した状態で成形を行う。このため、成形中に金属板の幅方向端部が位置決め部材に強く押し付けられ、円錐台状の成形物の大径側端部や小径側端部（以下、まとめて単に「端部」と称する。）に形状不良が生じる場合がある。

特に、大型設備に用いられる大きな円錐台状の構造物（例えば、風力発電のタワー本体や洋上風力発電の海底基礎に用いられるもの）を成形する場合は、その素材となる金属板の板厚が厚くなるので、金属板の幅方向端部と位置決め部材との接触力が大きくなり、金属板の幅方向端部に予め形成された溶接用の開先がつぶれる等の不具合が生じやすい。

そこで、本発明は、平面視扇形の金属板を曲げ成形して円錐台状の成形物とするベンディングロールにおいて、成形物の端部形状不良を防止することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、上ロールと、前記上ロールの下方に配された複数の下ロールと、前記上ロールと前記複数の下ロールの間の所定のロール軸方向位置を平面視扇形の金属板が通過するように前記金属板を位置決めする位置決め機構とを備え、前記上ロールと各下ロールの間で金属板を挾持した状態で、前記各下ロールまたは上ロールまたは上下ロールを回転駆動することにより、前記金属板を曲げ成形して円錐台状の成形物とするベンディングロールにおいて、前記位置決め機構は、前記金属板を位置決めする際は金属板の幅方向端部と当接し、曲げ成形中は金属板と接触しない位置へ退避する位置決め部材を有している構成を採用した。

上記の構成によれば、曲げ成形中に金属板の幅方向端部が位置決め機構の位置決め部材に押し付けられることがないので、円錐台状の成形物の端部形状不良を確実に防止することができる。

そして、上記の構成においては、前記金属板の曲げ成形の開始前および曲げ成形の途中で金属板を停止させた状態で、前記位置決め機構による金属板の位置決めを行うようにすることが望ましい。このようにすれば、曲げ成形中に金属板の上下ロール間の通過位置がロール軸方向に変位しても、その変位量が大きくなる前に金属板を所定のロール軸方向位置に戻せるので、金属板のロール軸方向変位による不具合の発生を防止することができる。

また、前記位置決め機構は、前記上ロールと各下ロールを含むベンディングロール本体と切り離されて、前記ベンディングロール本体に対して前記金属板を搬入する側に設けられている構成とすれば、ベンディングロール本体の構造が簡素化され、ベンディングロール本体の各ロールや位置決め機構の位置決め部材の交換作業も容易に行えるようになる。

本発明のベンディングロールは、上述したように、平面視扇形の金属板を所定のロール軸方向位置に位置決めする位置決め機構の位置決め部材を、曲げ成形中は金属板の幅方向端部と接触しない位置へ退避させるようにしたものであるから円錐台状の成形物の端部形状不良を確実に防止することができる。

実施形態のベンディングロールの平面図 図１の側面図 図１のベンディングロール本体の正面図 （ａ）は図１の搬入装置の拡大平面図、（ｂ）は（ａ）の正面図 （ａ）は図１のアライメント装置の拡大平面図、（ｂ）は（ａ）の正面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このベンディングロールは、図１および図２に示すように、素材となる平面視扇形の金属板１を曲げ成形するベンディングロール本体１０と、ベンディングロール本体１０へ向けて曲げ成形前の金属板１を搬入する複数の搬入装置２０と、金属板１を所定のロール軸方向位置に位置決めする位置決め機構としての複数のアライメント装置３０とで構成されている。そのベンディングロール本体１０は工場の床面２から所定深さに掘り下げられたピット３の底面上に、搬入装置２０およびアライメント装置３０は床面２上にそれぞれ設置されており、搬入装置２０で搬送されてきた金属板１が、床面２からの高さを一定に保持したままベンディングロール本体１０に通されるようになっている。

ベンディングロール本体１０は、図１乃至図３に示すように、上ロール１１と、上ロール１１の下方の前後両側に配された一対の下ロール１２と、各下ロール１２の軸方向中央部を下方の前後両側から支持するバックアップロール１３と、上ロール１１の両端部を支持する左右の略門型の上部フレーム１４、１５と、各下ロール１２の両端部および各上部フレーム１４、１５の脚部を支持する下部フレーム１６と、各下ロール１２を回転駆動する駆動機構１７とを備えている。そして、上ロール１１と各下ロール１２とで金属板１を挾持した状態で、各下ロール１２を回転駆動することにより、金属板１を曲げ成形して円錐台状の成形物１’とするようになっている。

両上部フレーム１４、１５のうち、図１の下側（図３の左側）の上部フレーム１４は、円錐台状の成形物１’を取り出すときに、上ロール１１の一端部から離れて図１の下側（図３の左側）へ回動する（転倒する）転倒フレームとなっている。一方、図１の上側（図３の右側）の上部フレーム１５は、上ロール１１の他端部が軸方向外側へ延長されているため、転倒不能に保持される直立フレームとなっている。

各上部フレーム１４、１５の上端部には油圧シリンダ１８が取り付けられており、各油圧シリンダ１８を作動させることによって、上ロール１１を所定の角度だけ傾けたり昇降させたりするようになっている。

また、下部フレーム１６の一端面の下部と上部フレーム１４との間に油圧シリンダ１９が取り付けられており、成形物１’を取り出す際に、この油圧シリンダ１９を作動させることにより上部フレーム１４の転倒・復元動作が行われるようになっている。

一方、搬入装置２０は、ベンディングロール本体１０に対して曲げ成形前の金属板１を搬入する側（図１および図２の左側）に、金属板１の扇形の平面形状に沿うように６台が配置されている（ベンディングロール本体１０に近い２台のみを図示）。

この搬入装置２０は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、搬送方向に所定の間隔で互いに平行に並べられる３本の搬送ローラ２１と、隣り合う搬送ローラ２１どうしを連結するチェーン２２およびスプロケット２３と、最下流の搬送ローラ２１を回転駆動するサーボモータ２４とを備え、そのサーボモータ２４の駆動により、各搬送ローラ２１を同期回転させて、各搬送ローラ２１に載せられている金属板１をベンディングロール本体１０に送り込むものである。

アライメント装置３０は、最下流の搬入装置２０の前後（上流側と下流側）に１台ずつ配置されている。

このアライメント装置３０は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、左右（ベンディングロール本体１０のロール軸方向）両側に配置される位置決め部材としての縦向きのガイドローラ３１と、各ガイドローラ３１の下端部を回転自在に支持するローラ支持台３２と、左右方向に延び、各ローラ支持台３２にねじ結合するボールねじ３３と、ボールねじ３３を回転駆動するサイクロ減速機付きのモータ３４とを備えている。そのボールねじ３３は互いに逆向きで同心に配置した２本のねじ軸を一体回転するように連結したものであり、モータ３４の駆動により、両側のローラ支持台３２およびガイドローラ３１が互いに逆方向に移動するようになっている。なお、ボールねじ３３は、左右のねじ軸を別々のモータで互いに独立して駆動するようにすることもできる。このようにすれば、左右のローラ支持台３２およびガイドローラ３１を互いに独立して移動させることが可能になる。

次に、このベンディングロールにおける金属板１の曲げ成形の手順について説明する。

金属板１の曲げ成形を行う際には、予め、ベンディングロール本体１０の各上部フレーム１４、１５に取り付けた油圧シリンダ１８を作動させて、上ロール１１を成形物１’の形状に応じた所定の角度だけ傾けた状態で所定の高さ位置にセットしておく。また、各アライメント装置３０の両ガイドローラ３１を、互いの間隔が金属板１の幅よりも広くなる位置に退避させておく。

成形作業の開始時には、まず、各搬入装置２０のサーボモータ２４を駆動して金属板１をベンディングロール本体１０に向けて搬送し、金属板１の先端部がベンディングロール本体１０の手前に到達した時点で金属板１を一旦停止させる。そして、各アライメント装置３０のモータ３４を駆動して両側のガイドローラ３１を金属板１の幅方向端部に当接させる（両ガイドローラ３１で金属板１を挟み付ける）ことにより、金属板１が上下ロール１１、１２間の所定のロール軸方向位置を通るように金属板１を位置決めする。

その後、各アライメント装置３０のモータ３４を逆転させて、両側のガイドローラ３１を金属板１と接触しない位置へ退避させたうえで、各搬入装置２０による金属板１の搬送を再開し、金属板１をベンディングロール本体１０の上下ロール１１、１２間に送り込んで曲げ成形を開始する。

曲げ成形開始後は、ベンディングロール本体１０と各搬入装置２０と各アライメント装置３０を連動させて、金属板１を所定長さだけ成形→金属板１停止（搬入装置２０および下ロール１２停止）→上ロール１１上昇→ガイドローラ３１による金属板１の位置決め→ガイドローラ３１退避→上ロール１１下降、という運転を繰り返し、金属板１の後端が成形された時点でこの運転を終了する。なお、ここまでの作業は、金属板１およびその成形物１’の寸法、形状のデータに基づく自動運転によって行われる。

そして、曲げ成形完了後は、ベンディングロール本体１０の油圧シリンダ１９を作動させて上部フレーム１４を転倒させ、ベンディングロール本体１０から成形物１’を取り出した後、再び油圧シリンダ１９を作動させて上部フレーム１４を元の直立状態に戻しておく。

このベンディングロールは、上述したように、金属板１の曲げ成形の開始前および曲げ成形の途中で金属板１を停止させた状態で、各アライメント装置３０の両側のガイドローラ３１を金属板１の幅方向端部に当接させて金属板１をロール軸方向に位置決めし、曲げ成形中はガイドローラ３１を金属板１と接触しない位置へ退避させ、金属板１の幅方向端部がガイドローラ３１に押し付けられないようにしたので、成形物１’の端部形状不良を確実に防止することができる。

また、金属板１の成形作業は、金属板１を所定長さだけ成形して停止させ、金属板１の位置決めを行った後、成形を再開する、という運転を繰り返し行うようにしたので、曲げ成形中に金属板１の上下ロール１１、１２間の通過位置がロール軸方向に変位しても、その変位量が大きくなる前に金属板１は所定のロール軸方向位置に戻される。したがって、金属板１のロール軸方向変位による不具合の発生を防止しながら成形作業を行うことができる。

さらに、金属板１の位置決めを行うアライメント装置３０は、ベンディングロール本体１０と切り離されて、ベンディングロール本体１０に対して金属板１を搬入する側に設けられているので、ベンディングロール本体内に位置決め機構を設ける場合に比べて、ベンディングロール全体の構造が簡素なものとなり、ベンディングロール本体１０の上下ロール１１、１２やアライメント装置３０のガイドローラ３１の交換作業も行いやすいものとなっている。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、上述した実施形態では、上ロールおよび各下ロールとして円筒状のものを用いているが、テーパロールを用いることもできる。

また、金属板を位置決めする位置決め機構は、実施形態のようなガイドローラを備えたアライメント装置に限らず、金属板を位置決めする際は金属板の幅方向端部と当接し、曲げ成形中は金属板と接触しない位置へ退避する位置決め部材を有するものであればよい。

１ 金属板
１’ 成形物
１０ ベンディングロール本体
１１ 上ロール
１２ 下ロール
１３ バックアップロール
１４、１５ 上部フレーム
１６ 下部フレーム
１７ 駆動機構
１８、１９ 油圧シリンダ
２０ 搬入装置
２１ 搬送ローラ
２４ サーボモータ
３０ アライメント装置（位置決め機構）
３１ ガイドローラ
３４ モータ

Claims (3)

1. 上ロールと、前記上ロールの下方に配された複数の下ロールと、前記上ロールと前記複数の下ロールの間の所定のロール軸方向位置を平面視扇形の金属板が通過するように前記金属板を位置決めする位置決め機構とを備え、前記上ロールと各下ロールの間で金属板を挾持した状態で、前記各下ロールまたは上ロールまたは上下ロールを回転駆動することにより、前記金属板を曲げ成形して円錐台状の成形物とするベンディングロールにおいて、
   前記位置決め機構は、前記金属板を位置決めする際は金属板の幅方向端部と当接し、曲げ成形中は金属板と接触しない位置へ退避する位置決め部材を有していることを特徴とするベンディングロール。
2. 前記金属板の曲げ成形の開始前および曲げ成形の途中で金属板を停止させた状態で、前記位置決め機構による金属板の位置決めを行うようになっていることを特徴とする請求項１に記載のベンディングロール。
3. 前記位置決め機構は、前記上ロールと各下ロールを含むベンディングロール本体と切り離されて、前記ベンディングロール本体に対して前記金属板を搬入する側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のベンディングロール。

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