JP2747996B2 - 曲率調整ロールを用いた２本ロール成形機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性体を装着した押圧
ロールの回転によりこれに押接する剛性体からなる被押
圧ロールが回転し、両ロールの周面で加工材を押圧する
ことによって加工材を一方のロールを巻くような方向で
円弧状に曲げ成形するロール成形機（以下「２本ロール
成形機」という）において、主として板厚の厚い加工材
を用いた金属円筒成形品を製造提供することに関する。

【０００２】

【従来の技術】従前、２本ロール成形機のうち、押圧回
転する両ロールの間を通過させることによって、加工材
を一方のロールを巻くような方向で円弧状に成形し、つ
いで、加工材が押圧状態から開放される出口側におい
て、加工材と当該ロールとの間に加工材に対する押圧位
置の調整が可能な押圧部材（もしくは曲率調整部材）を
設け、これによって、通過する加工材を逆の方向に押し
曲げ広げることによって更に成形加工を加える方法とそ
のための装置においては、板厚の厚い金属加工材を円筒
状に成形加工する技術は存在しなかった。すなわち、

【０００３】１ 従来の２本ロール成形機では、所望の
径の成形加工品を得るためには、加工材の材質、硬度、
形状（幅、厚さ）等が微妙に異なる毎に、異なった径の
多数の被押圧ロールが必要となるが、多数の異なった径
の被押圧ロールを予め用意しておくことには、多大の経
費の負担を要するものであるのみならず、径が微妙に異
なった被押圧ロールを製作することには長年の経験と高
度の技術を必要とするし、加えて、作業にあたっても、
加工材の材質、硬度、形状（幅、厚さ）等が微妙に異な
ることに応じて所要の被押圧ロールの径の大きさを決定
し、被押圧ロールを選択し、必要に応じて長年の経験と
高度の技術をもってこれを製作することには多大の手間
と時間を要することになるので、この問題を解決するこ
とが従来の２本ロール成形機における最大の課題とされ
てきた。

【０００４】２ そこで、この問題について、本出願人
は、２本ロール成形機において、押圧回転する両ロール
の間を通過させることによって、加工材を一方のロール
を巻くような方向で円弧状に成形し、ついで、加工材が
押圧状態から開放される出口側において、加工材と当該
ロールとの間に加工材に対する押圧位置を調整可能な押
圧部材（もしくは曲率調整部材）を設け、これによっ
て、通過する加工材を逆の方向に押し曲げ広げることに
よって更に成形加工を加える方法とそのための装置を発
明して問題を解決し（特許１７６８３４５、特許１８０
７１５０）、さらに、この加工方法および装置について
改良を加え、加工材の表面を傷つけるのを防止する方
法、および、この装置における被押圧ロールおよび曲率
調整部材の周囲全体を被覆して板材の表面を保護する被
覆部材を設ける装置を発明し、提供してきた（特許１８
０７１６１）。なお、本出願人は、所望の径および形状
の円弧または円筒の加工を施す金属円筒成形用の２本ロ
ール成形機（特許１８５９７８３）、端部に段差加工を
施す金属円筒成形用の２本ロール成形機（特許１５６５
５２８）、スプリングバックの大きい加工材の２本ロー
ル成形機（特公平７−０５７３７８、特許査定、登録料
納付済）等をも発明し、提供している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

１ しかし、従前の２本ロール成形機（特許１８０７１
５０、特許１８０７１６１）では、板厚が２ｍｍ以上の
ステンレスの加工材を加工することはできなかった。す
なわち、たとえば、特許１８０７１５０の２本ロール成
形機に、８０φの被押圧ロールを装着して、板厚１．５
ｍｍの加工材を加工するときは、板材が押圧状態から開
放される出口側に設けられた曲率調整部材の位置を調整
することによって、２００φ以内ならどのような径の加
工材をも製造することが可能であるが、板厚が２ｍｍ以
上の加工材を加工しようとするときは、曲率調整部材と
加工材との間の荷重が過大であるため、加工材が曲率調
整部材の側面に直接衝突したり、曲率調整部材と加工材
との摩擦が過大であったりするため、稼動が不能もしく
は困難となるのみならず、曲率調整部材と加工材との双
方に損耗を生じ、結局、加工不能とならざるをえなかっ
た。また、特許１８０７１６１の２本ロール成形機に、
８０φの被押圧ロールを装着して、たとえば、板厚３ｍ
ｍ以上の加工材を加工する場合においても、曲率調整部
材を被覆する被覆部材に弾性があるため、過大な荷重に
より、加工材が曲率調整部材の側面と衝突することを避
ける位置まで案内することが出来なかったり加工材と被
覆部材との摩擦が過大であったりするため、稼動が不能
もしくは困難となるのみならず、被覆部材と加工材との
双方に損耗を生じ、結局加工不能とならざるをえなかっ
た。 ２ なお、被覆部材を用いない特許１８０７１５０の２
本ロール成形機では、板厚の薄い加工材、たとえば、１
ｍｍ以下のステンレスの加工材を用いて、径の大きい加
工材、たとえば、４００φ金属円筒成形品を得ることが
できなかった。というのは、径の大きい加工材を製造す
るためには、曲率調整部材の位置を、板材が押圧状態か
ら開放される出口側の出来るだけ近い位置に設定する必
要があるが、この２本ロール成形機では、曲率調整部材
と被押圧ロールとの間に間隙があるため、曲率調整部材
の位置をあまり出口側に近い位置に設定すると、加工材
の板厚が薄いため、加工材が曲率調整部材と被押圧ロー
ルとの間の間隙に入り込んでしまい、加工不能となって
しまうからである。 ３ 請求項１の発明は、上記の問題を解決するものであ
る。 ４ のみならず、請求項１の発明では、板厚の薄い加工
材、たとえば板厚０．７ｍｍの加工材に対しては、後述
のとおり、曲率調整ロールの外周面に対応する部分で、
押圧ロールのみから押圧力を受け、被押圧ロールからは
押圧力を受けないため、塑性変形による凹みが生じ、完
全な成形品をうることができないが、請求項１の構成に
請求項２の構成をとることにより、その部分での塑性変
形による凹みの発生を避け、板厚の薄い加工材に対する
加工をも可能とした。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

Ｉ 請求項１の構成 板厚の厚い加工材の加工を可能ならしめるために、本発
明は、押圧ロールの回転によりこれに押接する被押圧ロ
ールが回転し、両ロールの周面で加工材を押圧すること
によって、加工材を一方のロールを巻くような方向で円
弧状に曲げ成形するロール成形機において、 一本の支持軸で中心を支持された回転自在の複数の
被押圧ロールと、 同一の支持軸で中心からずれた位置で支持され、被
押圧ロールと交互に重ね合わせて組み込まれ並設され
た、回転自在の複数の曲率調整ロールと、 当該支持軸の一端を回動停止自在に支持する支持機
構とを備え、 加工材が押圧状態から解放される出口側の所望の位
置で、加工材の内周面に曲率調整ロールを当接してこれ
を押圧することを特徴とする、という構成をとるもので
ある。 ＩＩ 請求項２の構成 同一の装置により、板厚の薄い加工材の加工をも可能な
らしめるために、本発明は、請求項１の構成に、 曲率調整ロールの外周面に対応する位置に溝部分が
設けられた押圧ロールという構成を加えるものである。

【０００７】

【構成および作用】以下、構成および作用を説明する。 Ｉ 請求項１について １ 請求項１において上記およびの構成をとったこ
とによって、中心で支持される回転自在の複数の被押圧
ロールと、中心からずれた位置で支持される回転自在の
複数の曲率調整ロールとが、一本の支持軸で、交互に重
ね合わせて組み込まれて支持固定される。これによっ
て、一本の支持軸上に、回転自在の複数の被押圧ロール
が、それぞれ曲率調整ロールの幅だけの間隔を空けて並
列して構成され、また、回転自在の曲率調整ロールが、
被押圧ロールの中心とはずれた位置で、被押圧ロールの
幅だけの間隔を空けて並列して構成されることになる。 ２ 上記の構成をとったことにより、支持機構を作動
させて、加工材が押圧ロールと被押圧ロールとの押圧状
態から解放される出口側の所望の位置で、曲率調整ロー
ルを、加工材の内周面に当接してこれを押圧するよう
に、支持軸を回動して停止させることができる。これに
よって、押圧ロールと被押圧ロールとの間で加工材を加
工し、ついで、加工材が押圧状態から解放される出口側
の所望の位置で、加工材の内周面に曲率調整ロールを当
接してこれを逆方向に押圧する。これは、まさに上記特
許１７６８３４５の「ロール曲げ機による加工材の成形
方法」の特許発明を実施するものである。 ３ 本発明においては、曲率調整ロールが回転自在であ
るため、これに大きな荷重がかかっても、加工材との間
で大きな摩擦が生ずることはなく、大きな板厚の加工
材、たとえば、板厚３ｍｍから６ｍｍの加工材の加工が
可能となる。また、本発明によれば、曲率調整ロールが
回転自在であるため、曲率調整ロールおよび加工材の損
耗を最小限に止めることができる。 ４ このように本発明の構成においては、曲率調整ロー
ルの外周面に対応する部分では、加工材は、押圧ロール
からは押圧されるが、被押圧ロールからは押圧されない
ことになる。しかし、このような押圧ロールからは押圧
されるが、被押圧ロールからは押圧されない部分の幅
が、加工材の厚さの３倍を超えない限りは、それによ
り、加工材に対し塑性変形上の影響を及ぼすことはない
と経験上考えられている。したがって、押圧ロールから
は押圧されるが、被押圧ロールからは押圧されない部分
の幅が、加工材の厚さの３倍以上の板厚の厚い加工材に
対しては、請求項１の構成の装置による加工が十分に可
能である。 ＩＩ 請求項２について １ しかし、請求項１の構成によれば、押圧ロールから
は押圧されるが、被押圧ロールからは押圧されない部分
の幅が、加工材の板厚の厚さの３倍以下である場合に
は、当該加工材に対する加工を行うことができない。と
いうのは、押圧ロールからは押圧されるが、被押圧ロー
ルからは押圧されない部分では、押圧ロールからの力を
加工材のみが受けるため、板厚の薄い加工材の場合に
は、この部分で塑性変形が生じ、凹みが出来るため、完
全な成形品を得ることができないからである。 ２ この問題を解決するために、本発明は、請求項１の
構成に、請求項２の上記の構成を加え、曲率調整ロー
ルの外周面に対応する押圧ロールの外周面に溝部分を設
けることにより、この部分では、加工材は、押圧ロール
からも被押圧ロールからも押圧されないようにした。こ
れによって、板厚の薄い加工材、たとえば、板厚０．７
ｍｍの加工材の場合にも、曲率調整ロールの外周面に対
応する部分においては、押圧ロールからも被押圧ロール
からも押圧されないことにより、凹みが出来るような塑
性変形が生じることはなく、完全な成形品を得ることが
できる。 ３ なお、請求項２の構成により、板厚の厚い加工材、
たとえば、板厚３ｍｍから６ｍｍの加工材の加工が可能
であることはいうまでもない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の請求項２の構成および作用を
実施例について説明する。図１に示すように、同芯リン
グ１２４に軸受け２４ａを介して回転自在に支持された
被押圧ロール２４を、複数個用意する。各同芯リング１
２４は、その中心に、キー穴１１ｂを備えた穴１２４ｂ
を有している。同芯リング１２４は、たとえば、８０φ
の径の真円とするが、当然これよりも大きくてもよい。
また、図２に示すように、偏芯リング１２６に軸受け２
６ａを介して回転自在に支持される曲率調整ロール２６
を、複数個用意する。各偏芯リング１２６は、その中心
からずれた位置に、キー穴１１ｂを備えた穴１２６ｂを
有している。偏芯リング１２６は、たとえば、８０φの
径の真円とするが、これより、多少大きな径でも小さな
径の真円でもよく、また、真円でなくともよい。図３、
図４に示すように、用意された複数個の被押圧ロール２
４と曲率調整ロール２６とを交互に重ね合わせて、図
１，図２に示すように、同芯ロールの芯穴１２４ｂと偏
芯ロールの芯穴１２６ｂとを支持軸２４０を貫通させて
支持し、図７に示すように、両脇は支持リング２６４お
よび同２６６によって固定する。これによって、図８に
示すように、同一の支持軸２４０上に、回転自在の複数
の被押圧ロール２４と回転自在の複数の曲率調整ロール
２６とを交互に重ね合わせて、複数の被押圧ロール２４
はその中心を支持し、複数の曲率調整ロール２６はその
中心からずれた位置を支持して、並列に設ける。また、
図１，図２に示すように、同芯ロールの芯穴１２４ｂと
偏芯ロールの芯穴１２６ｂに備えられたキー穴１１ｂに
キー１１を貫通させて固定し、これによって、被押圧ロ
ール２４を支持する同芯リング１２４と曲率調整ロール
２６を支持する偏芯リング１２６とが、支持軸２４０を
中心として回転しないようにする。軸端２４４は、支持
機構２８により回動停止自在に支持され、他方の軸端２
４６は、図８に示すように、軸受け２４６ａを介してド
ロップエンド部材によって支持され、また解除される。
これによって、支持軸２４０に対して同心円を構成する
複数の回転自在の被押圧ロール２４は、押圧ロール２２
からの回転力を受けて、同一の回転をすることができ、
また、支持軸２４０を傾斜させて、曲率調整ロールを加
工材に押圧して加工することができる。また、図４に示
すように、押圧ロールの溝部分２２５と曲率調整ロール
２６とが対応するように、押圧ロール２２と被押圧ロー
ル２４とを設置する。これによって、押圧ロールの溝部
分２２５とこれに対応する曲率調整ロール２６との部分
において、押圧ロール２２と被押圧ロール２４とが、加
工材を押圧しないようにする。上記各構成をとることに
よって、押圧回転する押圧ロール２２と被押圧ロール２
４との間を通過させることによって、加工材を被押圧ロ
ール２４を巻くような方向で円弧状に成形し、ついで、
加工材が押圧状態から開放される出口側の所望の位置
で、曲率調整ロール押圧部分２６５を加工材の内周面に
当接してこれを押圧し、通過する加工材を逆の方向に押
し曲げ広げることによって更に成形加工を加えることが
できる。この構成において、曲率調整ロール２６が設け
られていることによって、板厚６ｍｍの加工材でも所望
の径の成形品に加工することができる。また、押圧ロー
ル２２中に、曲率調整ロール２６に対応する位置に、溝
部分２２５が設けられていることによって、板厚０．７
ｍｍの加工材についても、凹みを生ずることなく、所望
の径の成形品に加工することができる。

【０００９】

【発明の効果】本発明の効果を以下に述べる。まず第１
に、前に述べたように、従前の２本ロール成形機では、
板厚の厚い加工材を用いた金属円筒成形品を製造提供す
ることはできなかったのに対し、本発明によれば、２本
ロール成形機の加工能力の限界と言われている板厚６ｍ
ｍの加工材を用いた金属円筒成形品を製造提供すること
ができる。第２に、本発明における曲率調整ロールは、
特許１８０７１５０の特許発明の曲率調整部材、特許１
８０７１６１の特許発明の被覆部材の機能を代替するも
のであるが、曲率調整部材や、これを被覆する被覆部材
が加工材を加工する場合には、加工材と衝突し、その進
路を変更させるような力が働くのに対し、曲率調整ロー
ルが加工材を加工する場合には、これが回転し、持ち上
げ押し広げるような力が働くものであるため、曲率調整
部材や被覆部材の損耗の度合に比較して、曲率調整ロー
ルの損耗は著しく減少するし、また、加工材の損傷は殆
ど生じない。第３に、本発明によれば、板厚の厚い加工
材のみならず、板厚の薄い加工材、たとえば板厚０．７
ｍｍの加工材をも同時に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の被押圧ロール２４の側面図
で、同芯リング１２４には、その中心に支持軸２４０を
通す芯穴１２４ｂと、キー１１を通すキー穴１１ｂとが
設けられており、また、軸受け２４ａを介して、被押圧
ロール２４を回転自在に装着するようにされている。

【図２】本発明の実施例の曲率調整ロール２６の側面図
で、偏芯リング１２６には、その中心からずらした位置
に支持軸２４０を通す芯穴１２６ｂと、１１を通すキー
穴１１ｂとが設けられており、また、軸受け２６ａを介
して、曲率調整ロール２６を回転自在に装着するように
されている。

【図３】本発明の実施例の被押圧ロール２４と曲率調整
ロール２６とを交互に重ね合わせて、それぞれの芯穴１
２４ｂ、１２６ｂを通して、支持軸２４０によって貫通
支持した状態を示す正面図である。

【図４】本発明の実施例の押圧ロール２２と、被押圧ロ
ール２４および曲率調整ロール２６とを対置させた正面
図である。

【図５】本発明の実施例の押圧ロール２２、被押圧ロー
ル２４および曲率調整ロール２６の側面図で、曲率調整
ロール２６の外周面２６５で加工材を押圧していない状
態を示したものである。

【図６】本発明の実施例の押圧ロール２２、被押圧ロー
ル２４および曲率調整ロール２６の側面図で、支持軸２
４０を傾け、曲率調整ロール２６の外周面２６５で加工
材を押圧している状態を示したものである。

【図７】本発明の実施例の被押圧ロール２４および曲率
調整ロール２６の断面図で、同芯リング１２４に、軸受
け２４ａを介して、回転自在に装着された複数の被押圧
ロール２４と、偏芯リング１２６に、軸受け２６ａを介
して、回転自在に装着された複数の曲率調整ロール２６
とを、支持軸２４０に交互に嵌め込み、キー１１をもっ
て固定した状態を示したものである。

【図８】本発明の実施例の２本ロール成形機１０の斜視
図である。

【符号の説明】

１０ ２本ロール成形機 １４、１６ スタンド ２２ 押圧ロール ２２２ 押圧ロールの外周面 ２２５ 押圧ロールの外周面に設けられた溝部分 ２４ 被押圧ロール ２４ａ 軸受け １２４ 同芯リング １２４ｂ 芯穴 １１ｂ キー穴 １１ キー ２４０ 支持軸 ２４４ 軸端 ２４５ 被押圧ロールの外周面 ２４６ 軸端 ２４６ａ 軸受け ２６ 曲率調整ロール ２６ａ 軸受 １２６ 偏芯リング １２６ｂ 芯穴 ２６４ 支持リング ２６５ 曲率調整ロールの外周面 ２６６ 支持リング ２８ 支持機構 ５６ ドロップエンド部材

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押圧ロールの回転によりこれに押接する被
   押圧ロールが回転し、両ロールの周面で加工材を押圧す
   ることによって加工材を一方のロールを巻くような方向
   で円弧状に曲げ成形するロール成形機において、一本の
   支持軸で中心を支持された回転自在の複数の被押圧ロー
   ルと、同一の支持軸で中心からずれた位置で支持され、
   被押圧ロールと交互に重ね合わせて組み込まれ並設され
   た、回転自在の複数の曲率調整ロールと、当該支持軸の
   一端を回動停止自在に支持する支持機構とを備え、加工
   材が押圧状態から解放される出口側の所望の位置で、加
   工材の内周面に曲率調整ロールを当接してこれを押圧す
   ることを特徴とする、加工材を円弧状に曲げ成形する２
   本ロール成形機。
2. 【請求項２】曲率調整ロールの外周面に対応する位置に
   溝部分が設けられた押圧ロールを備えた請求項１記載の
   ２本ロール成形機。