JP3241997U - ロール曲げ成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】断面形状の変形を抑えつつ被加工材をその長手方向に湾曲させることが可能な新規な構造のロール曲げ成形装置を提供する。【解決手段】ロール曲げ成形装置２０は成形ユニット３０Ａ～３０Ｃを介して被加工材１０をその長手方向に湾曲させる。成形ユニットは、湾曲させる被加工材の径方向外側に位置し、被加工材の径方向外側の側壁部と当接する第１成形ロール３１および第２成形ロール３２と、第１成形ロールおよび第２成形ロールの間に位置する被加工材の径方向内側の側壁部と当接する第３成形ロール３３と、これら成形ロール３１、３２、３３を支持するとともに、取付部を介して相手側部材２６に取付固定される基台と、を備え、成形ユニット内の第１成形ロール、第２成形ロールおよび第３成形ロールによる３点曲げにより、成形ユニット内を通過する被加工材に対し所定の曲率を付与する。【選択図】図２

Description

この考案は被加工材をその長手方向に湾曲させるロール曲げ成形装置に関する。

例えば、略Ｈ字状の横断面形状を有し且つ長手方向に湾曲させたロール成形部品が、自動車用のガラスガイド部材（サッシュガイド）として用いられている。
かかるロール成形部品の長手方向に所定の湾曲形状を付与するロール曲げ加工に際しては、図９で示すように、長尺の被加工材１１０を厚さ方向に挟む一対のサイドロール１０１，１０２を備えた成形ユニットを、被加工材１１０が搬送される経路に沿って上流側成形ユニット１００Ａ、中流側成形ユニット１００Ｂ、下流側成形ユニット１００Ｃとして配置し、これら成形ユニット１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃによる３点曲げにより、所望の曲率（曲率半径Ｒ）を被加工材１１０に付与することが行われていた（例えば下記特許文献１参照）。

このようなロール曲げ加工においては、加工中に被加工材１１０の側壁部１１０ａが倒れてその横断面形状が変形する問題が生じやすい。このため各成形ユニットには、図９の部分拡大図で示すように、被加工材１１０の一対の側壁部１１０ａ，１１０ａの間に挿入して横断面形状の変形を防止する縦ロール１０５が設けられていた。

特開２００２－３３６９１２号公報

しかしながら、被加工材１１０の搬送経路の異なる位置に配置された成形ユニットによる３点曲げでは、曲げ加工によりストレスが加わる領域（図９において符号Ｌで示す領域）が長くなり（即ち、横断面形状が変形し易い領域が長くなり）、部分的に縦ロール１０５を設けたとしても、縦ロール１０５による変形防止効果は不十分なものとなってしまう。
また縦ロール１０５自体が傾いて被加工材１１０と点当りした場合には、この部分（被加工材１１０の点当りされた部分）が強く圧延されることで過剰に伸びて、横断面形状が変形したりや被加工材全体に捩れが生じてしまう原因となっていた。

この考案は、上述した問題を解決するものであり、断面形状の変形を抑えつつ被加工材をその長手方向に湾曲させることが可能な新規な構造のロール曲げ成形装置を提供することを目的とする。

而してこの考案の第１の局面のロール曲げ成形装置は次のように規定される。即ち、
成形ユニットを介して被加工材をその長手方向に湾曲させるロール曲げ成形装置であって、
前記成形ユニットは、
湾曲させる前記被加工材の径方向外側に位置し、前記被加工材の径方向外側の側壁部と当接する第１成形ロールおよび第２成形ロールと、
湾曲させる前記被加工材の径方向内側に位置し、前記第１成形ロールおよび第２成形ロールの間に位置する前記被加工材の径方向内側の側壁部と当接する第３成形ロールと、
これら第１成形ロール、第２成形ロールおよび第３成形ロールを支持するとともに、取付部を介して相手側部材に取付固定される基台と、
を備え、
前記成形ユニット内の前記第１成形ロール、第２成形ロールおよび第３成形ロールによる３点曲げにより、前記成形ユニット内を通過する前記被加工材に対し所定の曲率を付与する。

このように規定されたロール曲げ成形装置によれば、被加工材を３点曲げする３つの成形ロールが共通の基台内における狭い範囲に配置される。このため、曲げ加工によりストレスが加わる被加工材の領域は短くなり、縦ロールを用いることなく断面形状の変形を抑制することができる。
またこのロール曲げ成形装置によれば、３点曲げを行なう３つの成形ロールを1つのユニットとして一括で移動させることができるため、成形ロールの位置調整を行なう際の作業性を向上させることができる。

ここで、この考案のロール曲げ成形装置では、前記第１成形ロールおよび第２成形ロールに対して、前記第３成形ロールを接近および離間させる移動機構部を更に備えるように構成することができる（第２の局面）。
このようにすれば、第３成形ロールを移動させることで、成形ユニット内を通過する被加工材に付与する曲率を簡便に調整することができる。

また、この考案のロール曲げ成形装置では、前記相手側部材に取付固定される前記取付部に対して、前記第１成形ロール、第２成形ロールおよび第３成形ロールを支持する基台本体部を移動させる第２の移動機構部を更に備えるように構成することができる（第３の局面）。
このようにすれば、成形ユニットを相手側部材に取付固定した状態で、ユニット内の各成形ロールをその位置関係を維持したまま一括して移動させることができる。

また、この考案のロール曲げ成形装置では、前記第１成形ロールおよび第２成形ロールの回転中心を結ぶ線分の垂直２等分線上に前記第３成形ロールの回転中心が位置するように各成形ロールを配設することができる（第４の局面）。
このようにすれば、第１成形ロールと第２成形ロール間にある被加工材の中央位置を第３成形ロールで圧延することができる。それにより被加工材を均等に圧延することができる。

この考案の第５の局面は次のように規定される。即ち、
第１～第４の何れかの局面で規定のロール曲げ成形装置において、前記被加工材が搬送される経路に沿って複数の前記成形ユニットが設けられており、前記被加工材が各成形ユニットを通過する度に前記被加工材の曲率半径が順次小さくなるように各成形ユニット内の前記成形ロールの位置が設定されている。
このように規定された第５の局面のロール曲げ成形装置によれば、各段の成形ユニットにおいて被加工材に加えられる曲げストレスを分散させて、被加工材の断面形状の変形を抑制することができる。

本考案の適用対象のロール成形部品の一例を模式的に示した図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は横断面図である。 本考案の一実施形態のロール曲げ成形装置の概略構成を示した平面図である。 図２の成形ユニットを単体で示した斜視図である。 図２の成形ユニットを単体で示した平面図である。 （Ａ）は図２の成形ユニットの側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。 同ロール曲げ成形装置の作用説明図である。 第２の移動機構部が設けられた変形例を示した図である。 本考案の適用対象のロール成形部品の他の例を示した図である。 従来のロール曲げ成形装置における問題点を説明するための図である。

以下、本考案の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本考案の適用対象のロール成形部品の一例を模式的に示した図である。同図のロール成形部品１は、全体が長手方向に沿って略一定の曲率（曲率半径Ｒ）で湾曲した形状とされている。また、その横断面形状をみると、図１（Ｂ）で示すように、左右方向に対向する一対の側壁部２ａ，２ｂと、これら側壁部２ａ，２ｂを連結する連結部３と、を備えている。

連結部３は、側壁部２ａ，２ｂの略中央部付近の高さにおいて、側壁部２ａ，２ｂと直交する水平方向に延びる平坦部４を含んでおり、ロール成形部品１の横断面は全体として左右対称な略Ｈ字状形状をなしている。図１（Ｂ）で示すロール成形部品１の上半部には側壁部２ａ，２ｂおよび連結部３で規定され上向きに開放された上側の溝部５が設けられ、ロール成形部品１の下半部には側壁部２ａ，２ｂおよび連結部３で規定され下向きに開放された下側の溝部６が設けられている。
なお、ロール成形部品の材質については特に限定されるものではないが、鋼等の鉄系材料やアルミニウム系材料等を用いることができる。

このようなロール成形部品は、長尺の帯状金属板が巻回されたアンコイラから引き出された帯状金属板が被加工材とされ、図１（Ｂ）で示す所定の断面形状を成形する断面形成工程と、断面形成工程の後に被加工材を所定の曲率でその長手方向に湾曲させるロール曲げ工程と、湾曲させた被加工材を所定の長さで切断する切断工程を経て製造される。
長尺の帯状金属板から図１で示す形状のロール成形部品を得るまでの、上記断面形成工程、ロール曲げ工程および切断工程は一連の連続した工程とすることができる。

次に本考案の一実施形態のロール曲げ成形装置について説明する。図２は、本考案の一実施形態のロール曲げ成形装置の概略構成を示した平面図である。同図において、２０はロール曲げ成形装置で、所定の断面形状が形成された被加工材をその長手方向に湾曲させる上記ロール曲げ工程を実行する。

ロール曲げ成形装置２０は、ガイドユニット２２と、第１の成形ユニット３０Ａと、第２の成形ユニット３０Ｂと、第３の成形ユニット３０Ｃと、を含んで構成されており、これらが図中２点鎖線で示された被加工材１０の搬送経路に沿って、ロール曲げ成形装置２０における台座部（相手側部材）２６に取付固定されている。

ガイドユニット２２は、被加工材１０の搬送方向の上流側に設けられて、断面形成工程から送られてきた被加工材１０を、下流側の第１の成形ユニット３０Ａに向けて案内する。ガイドユニット２２は、被加工材１０を厚さ方向に挟み込み可能な態様で設けられた軸周りに回転可能な一対のサイドロール２３，２４を備えている。また場合によっては、被加工材１０の上側の溝部５及び／又は下側の溝部６に挿入される縦ロール２５を更に備えた構成を採用することも可能である。

次に、第１の成形ユニット３０Ａ、第２の成形ユニット３０Ｂおよび第３の成形ユニット３０Ｃについて説明する。これら成形ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの各部は、基本的に同じ構成とされており、成形ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを一括して言及するときは「成形ユニット３０」と表記する場合がある。
以下では第１の成形ユニット３０Ａを例にして、その基本的な構成を説明する。

第１の成形ユニット３０Ａは、図４で示すように第１成形ロール３１と、第２成形ロール３２と、第３成形ロール３３と、で構成された３つのロールと、これらロールを支持する共通の基台３５と、を備えている。
第１成形ロール３１は、湾曲させる被加工材１０の径方向外側に位置し、被加工材１０の長手方向に対して直交する軸３１ａ周りに回転可能に設けられている。第１成形ロール３１の周面には、湾曲させる被加工材１０の外側の部位を収容可能な環状溝３１ｂが形成されており、ロール曲げ加工時は、環状溝３１ｂの底面が被加工材１０の径方向外側の側壁部（例えば図１の側壁部２ａ）と当接する。

第２成形ロール３２は、第１成形ロール３１よりも搬送方向下流側、且つ、湾曲させる被加工材１０の径方向外側に位置し、被加工材１０の長手方向に対して直交する軸３２ａ周りに回転可能に設けられている。第２成形ロール３２の周面には、湾曲させる被加工材１０の外側の部位を収容可能な環状溝３２ｂが形成されており、ロール曲げ加工時は、環状溝３２ｂの底面が被加工材１０の径方向外側の側壁部（例えば図１の側壁部２ａ）と当接する。

第３成形ロール３３は、湾曲させる被加工材１０の径方向内側に位置し、被加工材１０の長手方向に対して直交する軸３３ａ周りに回転可能に設けられている。第３成形ロール３３の周面には、湾曲させる被加工材１０の内側の部位を収容可能な環状溝３３ｂが形成されており、ロール曲げ加工時は、環状溝３３ｂの底面が被加工材１０の径方向内側の側壁部（例えば図１の側壁部２ｂ）と当接する。
第３成形ロール３３は、図４で示すように、第１成形ロール３１および第２成形ロール３２の回転中心を結ぶ線分Ｅ１の垂直２等分線Ｅ２上にその回転中心が位置するように配置されている。

そして、これら第１成形ロール３１、第２成形ロール３２および第３成形ロール３３は、それぞれの周面に設けられた環状溝が同じ高さとなるように基台３５により支持されている。

基台３５は、基台本体部３７と、脚状の取付部３８とを含んで構成されている。
取付部３８は、基台本体部３７から下向きに延びてその下端がロール曲げ成形装置２０の台座部２６に載置される。取付部３８の下端に設けられた板状部３８ａには台座部２６に固定する際に用いられる固定用ボルトを挿通させる貫通孔３８ｂ（図３参照）が形成されている。

基台本体部３７は各成形ロール３１，３２，３３を支持する。
詳しくは、第１成形ロール３１および第２成形ロール３２を回転可能に支持する軸３１ａおよび３２ａが、図５で示す下ロール保持部材４０および上ロール保持部材４１を介して基台本体部３７に位置固定されている。
一方、第３成形ロール３３を回転可能に支持する軸３３ａは、下ロール保持部材４２および上ロール保持部材を４３介して基台本体部３７に支持されている。ここで下ロール保持部材４２の下部は、基台本体部３７の内部に収容され、第１成形ロール３１および第２成形ロール３２に対して接近および離間する方向（図５（Ａ）における移動方向Ｋ）に移動可能に保持されている。

下ロール保持部材４２の下部には、符号Ｋの方向に貫通する貫通孔４５が形成されており、この貫通孔４５には送りネジ５０が挿通されている。また、下ロール保持部材４２には、貫通孔４５と同心状にナット部材４６が取り付けられており、送りネジ５０と螺合している。送りネジ５０は、図５に示すように、基台本体部３７に固定された送りネジ支持部材４７により、軸心周りに回転可能に支持されており、送りネジ５０の基端側の端部には、送りネジ５０を回転操作するための操作部５１が設けられている。これら送りネジ５０、操作部５１、およびナット部材４６は、下ロール保持部材４２および第３成形ロール３３を直線移動させる移動機構部Ｍ１を構成する。

以上のように構成された第１の成形ユニット３０Ａは、ユニット内の第１成形ロール３１、第２成形ロール３２および第３成形ロール３３による３点曲げにより、成形ユニット内を通過する被加工材１０に対し所定の曲率を付与することができる。
また第１の成形ユニット３０Ａは、第３成形ロール３３を第１成形ロール３１および第２成形ロール３２に対する接近離間方向に移動させることで成形ユニット内を通過する被加工材１０に付与する曲げの曲率を調整することができる。

次に、ロール曲げ成形装置２０を用いたロール曲げ加工動作について、図６を用いて説明する。
尚、本例ではロール曲げ成形装置２０の上流側に設置されたロール成形機（図示省略）であって、所定の断面形状に成形するロール成形機の押出力をもって、被加工材１０をロール曲げ成形装置２０に送り込み、またロール曲げ成形装置２０内を通過させるための駆動力とすることができる。
また、被加工材１０の搬送される経路に沿って配置された第１の成形ユニット３０Ａと、第２の成形ユニット３０Ｂと、第３の成形ユニット３０Ｃは、被加工材１０が各成形ユニットを通過する度に被加工材１０の曲率半径が順次小さくなるように各成形ユニット内の第１成形ロール３１、第２成形ロール３２および第３成形ロール３３の位置が設定されている。

図示を省略するロール成形機で所定の断面形状に成形された被加工材１０は、先ず、ガイドユニット２２を介して第１の成形ユニット３０Ａに送られると、第１の成形ユニット３０Ａ内の成形ロール３１，３２，３３による３点曲げにより、１段目の曲率（曲率半径Ｒ１、Ｒ１＞Ｒ）が付与される。
第１の成形ユニット３０Ａを通過し１段目の曲率が付与された被加工材１０は、次に第２の成形ユニット３０Ｂに送られ、第２の成形ユニット３０Ｂ内の成形ロール３１，３２，３３による３点曲げにて更に曲げ加工され、２段目の曲率（曲率半径Ｒ２、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ）が付与される。
第２の成形ユニット３０Ｂを通過し２段目の曲率が付与された被加工材１０は、次に第３の成形ユニット３０Ｃに送られ、第３の成形ユニット３０Ｃ内の成形ロール３１，３２，３３による３点曲げにて更に曲げ加工され、所望の曲率（曲率半径Ｒ）が被加工材Ｗに付与される。

この一連の曲げ加工工程において、ストレスが加わる被加工材１０の領域は、図６で示す支持点Ｐ１～Ｐ２、Ｐ３～Ｐ４、Ｐ５～Ｐ６の短い領域に限定され、且つ被加工材１０には３段階に分けて徐々にストレスが加えられるため、断面形状の変形を抑えつつ被加工材をその長手方向に湾曲させることができる。

以上のように本実施形態のロール曲げ成形装置２０では、被加工材１０を３点曲げする３つの成形ロールが共通の基台３５内における狭い範囲に配置されるため、曲げ加工によるストレスが加わる被加工材の領域は短く限定される。このため、図９で示すような、縦ロールを用いることなく断面形状の変形を抑制することができる。
またこのロール曲げ成形装置２０によれば、３つの成形ロール３１，３２，３３を1つのユニットとして一括で移動させることができるため、成形ロールの位置調整を行なう際の作業性を向上させることができる。

また、本実施形態のロール曲げ成形装置２０では、各成形ユニット３０が第１成形ロール３１および第２成形ロール３２に対して、第３成形ロール３３を接近および離間させる移動機構部Ｍ１を備えており、第３成形ロール３３を移動させることで、成形ユニット内を通過する被加工材１０に付与する曲げの曲率を簡便に調整することができる。

また、本実施形態のロール曲げ成形装置２０では、被加工材１０が搬送される経路に沿って配置された各成形ユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃにおいて、各成形ユニットを通過する度に被加工材１０の曲率半径が順次小さくなるように、各成形ユニット内の成形ロール３１，３２，３３の位置が設定されている。このため各段の成形ユニットにおいて被加工材に加えられる曲げストレスを分散させて、断面形状の変形を抑制することができる。

次に本実施形態における変形例について説明する。図７は、ロール曲げ成形装置２０に更に第２の移動機構部Ｍ２を設けた変形例である。
図７の例においては、取付部３８の上部に符号Ｋの方向に延びる孔５３が形成されており、この孔５３には送りネジ５６が挿通されている。また、取付部３８の上部には、孔５３と同心状にナット部材５４が取り付けられており、送りネジ５６と螺合している。送りネジ５６は、基台本体部３７に固定された送りネジ支持部材４７により、軸心周りに回転可能に支持されており、送りネジ５６の基端側の端部には、送りネジ５６を回転操作するための操作部５７が設けられている。これら送りネジ５６、操作部５７、およびナット部材５４は、各成形ロール３１，３２，３３を含む基台本体部３７を直線移動させる第２の移動機構部Ｍ２を構成する。
このようにすることで、成形ユニット３０を相手側部材（台座部２６）に取付固定した状態で、ユニット内の各成形ロール３１，３２，３３をその位置関係を維持したまま一括して移動させることができる。

以上本考案の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。上記実施形態は被加工材が搬送される経路に沿って３つの成形ユニットを配置した例であったが、配置される成形ユニットの数は適宜変更可能である。また曲げ加工される被加工材の形状も適宜変更可能である。例えば、図８で示すような、全体として左右対称な略Ｕ字状形状のものであってもよい等、本考案はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。

１０ 被加工材
２０ ロール曲げ成形装置
２６ 台座部（相手側部材）
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 成形ユニット
３１ 第１成形ロール
３２ 第２成形ロール
３３ 第３成形ロール
３５ 基台
３７ 基台本体部
３８ 取付部
Ｍ１ 移動機構部
Ｍ２ 第２の移動機構部

Claims (5)

1. 成形ユニットを介して被加工材をその長手方向に湾曲させるロール曲げ成形装置であって、
   前記成形ユニットは、
   湾曲させる前記被加工材の径方向外側に位置し、前記被加工材の径方向外側の側壁部と当接する第１成形ロールおよび第２成形ロールと、
   湾曲させる前記被加工材の径方向内側に位置し、前記第１成形ロールおよび第２成形ロールの間に位置する前記被加工材の径方向内側の側壁部と当接する第３成形ロールと、
   これら第１成形ロール、第２成形ロールおよび第３成形ロールを支持するとともに、取付部を介して相手側部材に取付固定される基台と、
   を備え、
   前記成形ユニット内の前記第１成形ロール、第２成形ロールおよび第３成形ロールによる３点曲げにより、前記成形ユニット内を通過する前記被加工材に対し所定の曲率を付与する、ロール曲げ成形装置。
2. 前記成形ユニットは、前記第１成形ロールおよび第２成形ロールに対して、前記第３成形ロールを接近および離間させる移動機構部を更に備えている、請求項１に記載のロール曲げ成形装置。
3. 前記成形ユニットは、前記相手側部材に取付固定される前記取付部に対して、前記第１成形ロール、第２成形ロールおよび第３成形ロールを支持する基台本体部を移動させる第２の移動機構部を更に備えている、請求項２に記載のロール曲げ成形装置。
4. 前記成形ユニットは、前記第１成形ロールおよび第２成形ロールの回転中心を結ぶ線分の垂直２等分線上に前記第３成形ロールの回転中心が位置している、請求項１に記載のロール曲げ成形装置。
5. 前記被加工材が搬送される経路に沿って複数の前記成形ユニットが設けられており、前記被加工材が各成形ユニットを通過する度に前記被加工材の曲率半径が順次小さくなるように各成形ユニット内の前記第１成形ロール、第２成形ロールおよび第３成形ロールの位置が設定されている、請求項１～４の何れかに記載のロール曲げ成形装置。

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